Forwarded from Digital Rosatom/Цифровой Росатом
⚡️👌 По инициативе Росатома в России будет создан Университет будущих технологий
Идея нового международного научно-образовательного центра представлена на Цифровом форуме БРИКС, который прошел 26-27 сентября 2024 г. в г. Иннополис, Республика Татарстан.
Университет создается как международный научно-образовательный центр в сфере квантовых технологий и интегратор критических и сквозных будущих технологий, включая биомедицинские и нейротехнологии, сферу новых материалов. В 2025 году будут открыты сетевые образовательные программы и программы двойных дипломов на пространстве БРИКС по обучению передовым разработкам в сфере перспективных технологий.
К 2030 году планируется обеспечить потребности страны в высококвалифицированных специалистах для формирующейся отрасли квантовых технологий.
Инициатива Росатома по созданию Университета была поддержана Президентом России и вошла в перечень президентских поручений по итогам первого Форума будущих технологий в июле 2023 года.
💙Иллюстрации сгенерированы нейросетью.
Идея нового международного научно-образовательного центра представлена на Цифровом форуме БРИКС, который прошел 26-27 сентября 2024 г. в г. Иннополис, Республика Татарстан.
Университет создается как международный научно-образовательный центр в сфере квантовых технологий и интегратор критических и сквозных будущих технологий, включая биомедицинские и нейротехнологии, сферу новых материалов. В 2025 году будут открыты сетевые образовательные программы и программы двойных дипломов на пространстве БРИКС по обучению передовым разработкам в сфере перспективных технологий.
К 2030 году планируется обеспечить потребности страны в высококвалифицированных специалистах для формирующейся отрасли квантовых технологий.
Инициатива Росатома по созданию Университета была поддержана Президентом России и вошла в перечень президентских поручений по итогам первого Форума будущих технологий в июле 2023 года.
💙Иллюстрации сгенерированы нейросетью.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Пришло время для дайджеста новостей!
Графен применили в медицинских целях
Шведские ученые разработали метод, позволяющий управлять острыми графеновыми пластинами так, чтобы они разрезали бактериальные клетки.
Открывается первая в мире фабрика фотонных чипов на стеклянной подложке
Стартап Ephos возглавляет переход от кремниевых подложек к стеклянным и запускает в Италии опытную фабрику по производству фотонных чипов на стекле.
РЖД к концу года удвоят протяженность магистральной квантовой сети
Компания планирует в 2024 году присоединить к магистральной сети города Сочи, Саратов, Самара, Челябинск, Екатеринбург
Графен применили в медицинских целях
Шведские ученые разработали метод, позволяющий управлять острыми графеновыми пластинами так, чтобы они разрезали бактериальные клетки.
Открывается первая в мире фабрика фотонных чипов на стеклянной подложке
Стартап Ephos возглавляет переход от кремниевых подложек к стеклянным и запускает в Италии опытную фабрику по производству фотонных чипов на стекле.
РЖД к концу года удвоят протяженность магистральной квантовой сети
Компания планирует в 2024 году присоединить к магистральной сети города Сочи, Саратов, Самара, Челябинск, Екатеринбург
💊IBM продолжает исследовать потенциал квантовых вычислений для здравоохранения
Кливлендская клиника и британский суперкомпьютерный центр Хартри объявили о сотрудничестве, направленном на развитие здравоохранения и биомедицинских наук с использованием искусственного интеллекта (ИИ) и квантовых вычислений.
Сейчас исследователи и врачи работают над двумя клиническими проектами. Первый проект будет применять продвинутые инструменты ИИ для качественной оценки медицинской помощи и ее влияния на пациентов. В будущем ученые планируют разработать более крупные модели ИИ, которые смогут анализировать разные виды данных для анализа заболеваний с конечной целью улучшения понимания и ухода за пациентами.
Второй проект будет применять квантовые вычисления для анализа данных и выявления новых биомаркеров, которые можно использовать для подбора планов лечения и улучшения результатов для пациентов с эпилепсией.
Кливлендская клиника и британский суперкомпьютерный центр Хартри объявили о сотрудничестве, направленном на развитие здравоохранения и биомедицинских наук с использованием искусственного интеллекта (ИИ) и квантовых вычислений.
Сейчас исследователи и врачи работают над двумя клиническими проектами. Первый проект будет применять продвинутые инструменты ИИ для качественной оценки медицинской помощи и ее влияния на пациентов. В будущем ученые планируют разработать более крупные модели ИИ, которые смогут анализировать разные виды данных для анализа заболеваний с конечной целью улучшения понимания и ухода за пациентами.
Второй проект будет применять квантовые вычисления для анализа данных и выявления новых биомаркеров, которые можно использовать для подбора планов лечения и улучшения результатов для пациентов с эпилепсией.
Группа физиков охладила экзотические атомы позитрония до 1 кельвина
Если связать электрон и позитрон в квантово-механическую систему, то получится экзотический атом под названием позитроний. Эта атомоподобная структура интересует физиков как хорошая площадка для исследования квантовой электродинамики, поиска нарушений CPT-симметрии и проверки влияния гравитации на антиматерию.
Экспериментально лазерное узкополосное охлаждение позитрония упирается в несколько проблем. Во-первых, позитроний живет около сотни наносекунд, то есть охлаждать его нужно очень быстро. Во-вторых, он очень легкий, поэтому при поглощении лазерного импульса его резонансная частота резко меняется, а лазерное охлаждение останавливается уже после первого цикла.
Ученые из Токийского университета использовали технику широкополосного лазерного охлаждения с постоянно меняющейся центральной частотой, благодаря чему им удалось охладить позитроний практически до абсолютного нуля.
Благодаря тому, что центральная частота лазерных импульсов постоянно менялась с высокой скоростью (на 500 гигагерц за микросекунду), ученые компенсировали сильную отдачу позитрония и добились его охлаждения в сотни раз. На старте атомы имели температуру около 600 кельвинов, а спустя 100 наносекунд их температура снизилась до 0,8-1,4 кельвина.
Такая экспериментальная методика может быть модернизирована для получения макроскопических количеств позитрония с охлаждением до более низких температур. В будущем это позволит подробнее исследовать свойства экзотических атомов и антиматерии в целом.
Если связать электрон и позитрон в квантово-механическую систему, то получится экзотический атом под названием позитроний. Эта атомоподобная структура интересует физиков как хорошая площадка для исследования квантовой электродинамики, поиска нарушений CPT-симметрии и проверки влияния гравитации на антиматерию.
Экспериментально лазерное узкополосное охлаждение позитрония упирается в несколько проблем. Во-первых, позитроний живет около сотни наносекунд, то есть охлаждать его нужно очень быстро. Во-вторых, он очень легкий, поэтому при поглощении лазерного импульса его резонансная частота резко меняется, а лазерное охлаждение останавливается уже после первого цикла.
Ученые из Токийского университета использовали технику широкополосного лазерного охлаждения с постоянно меняющейся центральной частотой, благодаря чему им удалось охладить позитроний практически до абсолютного нуля.
Благодаря тому, что центральная частота лазерных импульсов постоянно менялась с высокой скоростью (на 500 гигагерц за микросекунду), ученые компенсировали сильную отдачу позитрония и добились его охлаждения в сотни раз. На старте атомы имели температуру около 600 кельвинов, а спустя 100 наносекунд их температура снизилась до 0,8-1,4 кельвина.
Такая экспериментальная методика может быть модернизирована для получения макроскопических количеств позитрония с охлаждением до более низких температур. В будущем это позволит подробнее исследовать свойства экзотических атомов и антиматерии в целом.
Друзья, как вы уже знаете, ученые ФИАН и Российского квантового центра при поддержке Росатома создали 50-кубитный ионный квантовый компьютер.
Достижение такого выдающегося результата заняло у научной группы четыре года. Между тем средний показатель продолжительности подобных исследований в мире составляет 15 лет. То есть скорость развития российского квантового проекта является одной из самых высоких в мире!
Менее чем за год ученые увеличили количество кубитов более чем вдвое! И всё это результат колоссальной вовлечённой работы и слаженного труда команды российского квантового проекта.
Подробнее о том, как создавался самый мощный в России квантовый компьютер и какие задачи он сможет решать, рассказываем в специальном репортаже Анны Ворониной для передачи «Горизонты атома».
https://smotrim.ru/video/2872732
Достижение такого выдающегося результата заняло у научной группы четыре года. Между тем средний показатель продолжительности подобных исследований в мире составляет 15 лет. То есть скорость развития российского квантового проекта является одной из самых высоких в мире!
Менее чем за год ученые увеличили количество кубитов более чем вдвое! И всё это результат колоссальной вовлечённой работы и слаженного труда команды российского квантового проекта.
Подробнее о том, как создавался самый мощный в России квантовый компьютер и какие задачи он сможет решать, рассказываем в специальном репортаже Анны Ворониной для передачи «Горизонты атома».
https://smotrim.ru/video/2872732
smotrim.ru
Горизонты атома. Принцип суперпозиции
Ученые ФИАН и Российского квантового центра при поддержке "Росатома" создали 50-кубитный ионный квантовый компьютер. Об этом заявил Генеральный директор госкорпорации по атомной энергии Алексей Лихачев. По его словам, это достижение означает, что Россия вошла…
«Роботика» на Неделе инноваций и производительности IN’HUB в Мурманске добился хороших результатов
Выставка цифровых решений в рамках IN’HUB стала отличной площадкой для знакомства с передовыми технологиями и обмена опытом.
Проект «Роботика» Российского квантового центра с успехом представил свой кейс по применению робота-манипулятора с искусственным интеллектом для автоматизации процесса переливания жидкостей в лабораторных условиях. Топ-менеджеры ведущих предприятий высоко оценили потенциал разработки.
Что особенно приятно, проект не только продемонстрировал разработку, но и получил несколько конкретных запросов от компаний Норникель, ЕВРАЗ, АвтоВАЗ, ТЕХНОНИКОЛЬ на решение их производственных задач.
С помощью компетенций команды можно автоматизировать логистические процессы в сборочном цехе, заменить человека в шахте и проконтролировать качество добываемого сырья. Это говорит о том, что внедрение роботов и ИИ становится все большим приоритетом для отечественного бизнеса.
Выставка цифровых решений в рамках IN’HUB стала отличной площадкой для знакомства с передовыми технологиями и обмена опытом.
Проект «Роботика» Российского квантового центра с успехом представил свой кейс по применению робота-манипулятора с искусственным интеллектом для автоматизации процесса переливания жидкостей в лабораторных условиях. Топ-менеджеры ведущих предприятий высоко оценили потенциал разработки.
Что особенно приятно, проект не только продемонстрировал разработку, но и получил несколько конкретных запросов от компаний Норникель, ЕВРАЗ, АвтоВАЗ, ТЕХНОНИКОЛЬ на решение их производственных задач.
С помощью компетенций команды можно автоматизировать логистические процессы в сборочном цехе, заменить человека в шахте и проконтролировать качество добываемого сырья. Это говорит о том, что внедрение роботов и ИИ становится все большим приоритетом для отечественного бизнеса.
Новые точные замеры массы W-бозона исключили наличие аномалий в его свойствах
Ученые уже много лет пытаются измерить точную массу W-бозона, так как она позволит физикам проверить стандартную модель физики частиц с рекордно высокой точностью.
Интерес к этой частице появился в 2022 году. Физикам известно, что W-бозон представляет и так очень тяжелую элементарную частицу, но при повторном анализе данных двухгодичной давности с коллайдера Тэватрон, исследователи выявили аномально большую массу частицы, которая не совпадала с предыдущими экспериментами и теоретическими расчетами.
Эти расхождения заставили физиков повторно проанализировать данные, собранные с Тэватрона в 2016 году. Большое количество данных и новые алгоритмы их обработки позволили сократить погрешность измерений до 0,01% (около 0,099 ГэВ).
Вычисленная масса W-бозонов оказалась близка к результатам теоретических расчетов и результатам на других ускорителях частиц. Это ставит под сомнение наличие «новой физики» в свойствах W-бозона, полученных в 2022 году.
Ученые уже много лет пытаются измерить точную массу W-бозона, так как она позволит физикам проверить стандартную модель физики частиц с рекордно высокой точностью.
Интерес к этой частице появился в 2022 году. Физикам известно, что W-бозон представляет и так очень тяжелую элементарную частицу, но при повторном анализе данных двухгодичной давности с коллайдера Тэватрон, исследователи выявили аномально большую массу частицы, которая не совпадала с предыдущими экспериментами и теоретическими расчетами.
Эти расхождения заставили физиков повторно проанализировать данные, собранные с Тэватрона в 2016 году. Большое количество данных и новые алгоритмы их обработки позволили сократить погрешность измерений до 0,01% (около 0,099 ГэВ).
Вычисленная масса W-бозонов оказалась близка к результатам теоретических расчетов и результатам на других ускорителях частиц. Это ставит под сомнение наличие «новой физики» в свойствах W-бозона, полученных в 2022 году.
В Quantinuum 4 логических кубита собрали с использованием всего лишь 25 ионов
В отличие от физических кубитов, логические используют квантовую коррекцию ошибок, которая защищает квантовую информацию от декогеренции и влияния внешней среды. Одна из важных задач при создании логических кубитов — это улучшение точности квантовых операций и создание запутанных состояний.
Физикам из Университета Колорадо удалось собрать квантовое состояние Гринбергера-Хорна-Цайлингера (состояние с наибольшей запутанностью) для четырех логических кубитов. Для коррекции ошибок они использовали низкоплотностный код (Low-density parity-check code, LDPC-code). Точность приготовления состояния составила 99,5–99,7% — это существенно лучше, чем для физических кубитов, для которых эта величина не превышала 97,8–98,7%.
Авторы отметили, что пока их код коррекции не подходит для выполнения универсальных операций — этим они планируют заняться в следующих работах. Тем не менее он позволяет использовать меньше физических кубитов, чем предполагалось ранее, и отлично подходит для масштабирования систем.
В отличие от физических кубитов, логические используют квантовую коррекцию ошибок, которая защищает квантовую информацию от декогеренции и влияния внешней среды. Одна из важных задач при создании логических кубитов — это улучшение точности квантовых операций и создание запутанных состояний.
Физикам из Университета Колорадо удалось собрать квантовое состояние Гринбергера-Хорна-Цайлингера (состояние с наибольшей запутанностью) для четырех логических кубитов. Для коррекции ошибок они использовали низкоплотностный код (Low-density parity-check code, LDPC-code). Точность приготовления состояния составила 99,5–99,7% — это существенно лучше, чем для физических кубитов, для которых эта величина не превышала 97,8–98,7%.
Авторы отметили, что пока их код коррекции не подходит для выполнения универсальных операций — этим они планируют заняться в следующих работах. Тем не менее он позволяет использовать меньше физических кубитов, чем предполагалось ранее, и отлично подходит для масштабирования систем.
Нанотрубки приспособили для отслеживания состояния полимерных композитов
Группа российских, китайских и белорусских исследователей придумала, как использовать углеродные нанотрубки в качестве сенсоров при производстве и эксплуатации полимерных композитов и изделий из них.
Недавно российские ученые научились растить сверхтонкие пленки из однослойных нанотрубок, которые можно использовать в качестве сенсоров и компонентов различных электронных приборов. Вместе с коллегами им удалось подобрать такую комбинацию пленок и золотых электродов, которую можно внедрять в полимеры и композиты без ухудшения их свойств. Такие интегрированные сенсоры подходят для оценки скорости и степени отверждения материала и для отслеживания механических нагрузок на композит в процессе его эксплуатации.
В перспективе подобные замеры позволят технологам подобрать идеальный состав и структуру подобных материалов.
Группа российских, китайских и белорусских исследователей придумала, как использовать углеродные нанотрубки в качестве сенсоров при производстве и эксплуатации полимерных композитов и изделий из них.
Недавно российские ученые научились растить сверхтонкие пленки из однослойных нанотрубок, которые можно использовать в качестве сенсоров и компонентов различных электронных приборов. Вместе с коллегами им удалось подобрать такую комбинацию пленок и золотых электродов, которую можно внедрять в полимеры и композиты без ухудшения их свойств. Такие интегрированные сенсоры подходят для оценки скорости и степени отверждения материала и для отслеживания механических нагрузок на композит в процессе его эксплуатации.
В перспективе подобные замеры позволят технологам подобрать идеальный состав и структуру подобных материалов.
Физики упростили квантовую запутанность
Благодаря квантовым сенсорам ученые могут измерять то, что раньше казалось невозможным: колебания атомов, свойства отдельных фотонов, флуктуации, связанные с гравитационными волнами. Один из вариантов повышения чувствительности квантовых сенсоров — использование спинового сжатия. Это форма квантовой запутанности, в которой ограничены колебания ансамбля частиц. Получается, что в одном из направлений неопределенность состояния сжимается, то есть становится меньше, а в другом растет. Направления соответствуют измеряемым величинам, поэтому, в зависимости от того, что нужно измерять в эксперименте, можно подстраивать сжатие.
Исследователи квантовой запутанности предполагали, что спиновое сжатие возможно только в системах с «взаимодействием всех со всеми». Однако недавно международная группа ученых показала, что оно может возникать и в локально взаимодействующих системах плоских магнитов. Их исследование опубликовано в журнале Nature Physics.
Благодаря квантовым сенсорам ученые могут измерять то, что раньше казалось невозможным: колебания атомов, свойства отдельных фотонов, флуктуации, связанные с гравитационными волнами. Один из вариантов повышения чувствительности квантовых сенсоров — использование спинового сжатия. Это форма квантовой запутанности, в которой ограничены колебания ансамбля частиц. Получается, что в одном из направлений неопределенность состояния сжимается, то есть становится меньше, а в другом растет. Направления соответствуют измеряемым величинам, поэтому, в зависимости от того, что нужно измерять в эксперименте, можно подстраивать сжатие.
Исследователи квантовой запутанности предполагали, что спиновое сжатие возможно только в системах с «взаимодействием всех со всеми». Однако недавно международная группа ученых показала, что оно может возникать и в локально взаимодействующих системах плоских магнитов. Их исследование опубликовано в журнале Nature Physics.
Физики CERN впервые обнаружили квантово-запутанные кварки в опытах на БАК
Участники эксперимента ALTAS в составе Большого адронного коллайдера впервые обнаружили свидетельства существования квантово-запутанных пар топ-кварков и антикварков — двух самых тяжелых субатомных частиц материи. До этого физикам не удавалось проследить за формированием квантовых связей между частицами, которые только что сформировались при высоких энергиях.
Ученые совершили это открытие при изучении данных, которые были собраны детектором ATLAS при наблюдениях за столкновениями пучков протонов в 2015–2018 годах, во время второго цикла работы БАК, когда энергия сталкивающихся частиц была повышена до 13 ТэВ, а сам ускоритель был серьезным образом обновлен.
Расчеты позволили выявить 30 тыс. пар топ-кварков и антикварков. Ученые следили за характером их распада для проверки того, что частицы действительно были запутаны. При этом большое число таких пар фактически полностью исключает то, что выявленные особенности были порождены случайными процессами.
Физики надеются, что им удастся проследить за образованием квантовой запутанности и между другими типами кварков.
Участники эксперимента ALTAS в составе Большого адронного коллайдера впервые обнаружили свидетельства существования квантово-запутанных пар топ-кварков и антикварков — двух самых тяжелых субатомных частиц материи. До этого физикам не удавалось проследить за формированием квантовых связей между частицами, которые только что сформировались при высоких энергиях.
Ученые совершили это открытие при изучении данных, которые были собраны детектором ATLAS при наблюдениях за столкновениями пучков протонов в 2015–2018 годах, во время второго цикла работы БАК, когда энергия сталкивающихся частиц была повышена до 13 ТэВ, а сам ускоритель был серьезным образом обновлен.
Расчеты позволили выявить 30 тыс. пар топ-кварков и антикварков. Ученые следили за характером их распада для проверки того, что частицы действительно были запутаны. При этом большое число таких пар фактически полностью исключает то, что выявленные особенности были порождены случайными процессами.
Физики надеются, что им удастся проследить за образованием квантовой запутанности и между другими типами кварков.
Российский квантовый центр и сайт HightechFM подготовили для вас серию колонок, написанных молодыми российскими разработчиками квантовых технологий. В наших публикациях мы расскажем о преимуществах квантовых компьютеров, российских и зарубежных разработках в области квантовых вычислений, о том, какие квантовые компьютеры существуют и чем они отличаются друг от друга.
Первая колонка написана одним из самых харизматичных популяризаторов науки нашего времени — Дмитрием Чермошенцевым, старшим научным сотрудником группы «Квантовая оптика» РКЦ — и посвящена она оптическим квантовым вычислениям. В ней мы рассказываем, какие преимущества и недостатки есть у этой технологической платформы, а также о лучших мировых разработках в области фотонных квантовых вычислений.
Первая колонка написана одним из самых харизматичных популяризаторов науки нашего времени — Дмитрием Чермошенцевым, старшим научным сотрудником группы «Квантовая оптика» РКЦ — и посвящена она оптическим квантовым вычислениям. В ней мы рассказываем, какие преимущества и недостатки есть у этой технологической платформы, а также о лучших мировых разработках в области фотонных квантовых вычислений.
Физики обнаружили новый фазовый переход метастабильной воды
У льда как агрегатного состояния известно 19 видов кристаллических модификаций. Но изменения фазовых переходов учеными изучены не до конца.
Лед-VII занимает значительную часть на фазовой диаграмме, и физики активно изучают его свойства. Чтобы получить лед-VII в лабораторных условиях, ученые используют лазерные импульсы, магнитное поле и ударные волны в газовой среде. Однако практически все существующие сегодня исследования игнорируют микроскопическую диагностику в процессе замерзания воды и превращения ее в лед-VII.
Физики из Франции и Швейцарии использовали рентгеновскую дифракцию и исследовали на микроуровне процесс затвердевания метастабильной воды при динамическом сжатии.
Ученые обнаружили, что в диапазоне 1,5–2,1 гигапаскаля сначала образуется лед-VII, а только потом лед-VI. Они объяснили это схожестью метастабильной воды и льда-VII, из-за чего энергия их фазового перехода оказалась ниже по сравнению со льдом-VI. Авторы надеются, что их работа поможет разрешить множество давних споров, связанных с переходами на фазовой диаграмме воды.
У льда как агрегатного состояния известно 19 видов кристаллических модификаций. Но изменения фазовых переходов учеными изучены не до конца.
Лед-VII занимает значительную часть на фазовой диаграмме, и физики активно изучают его свойства. Чтобы получить лед-VII в лабораторных условиях, ученые используют лазерные импульсы, магнитное поле и ударные волны в газовой среде. Однако практически все существующие сегодня исследования игнорируют микроскопическую диагностику в процессе замерзания воды и превращения ее в лед-VII.
Физики из Франции и Швейцарии использовали рентгеновскую дифракцию и исследовали на микроуровне процесс затвердевания метастабильной воды при динамическом сжатии.
Ученые обнаружили, что в диапазоне 1,5–2,1 гигапаскаля сначала образуется лед-VII, а только потом лед-VI. Они объяснили это схожестью метастабильной воды и льда-VII, из-за чего энергия их фазового перехода оказалась ниже по сравнению со льдом-VI. Авторы надеются, что их работа поможет разрешить множество давних споров, связанных с переходами на фазовой диаграмме воды.