Классические компьютеры не подходят для решения новых фундаментальных задач в области физики и не только. В будущем учёным могут с этим помочь универсальные и устойчивые к ошибкам квантовые компьютеры, но такие появятся ещё нескоро. Однако если задачу нельзя просчитать, то почему бы не заняться экспериментами? Аналоговый квантовый симулятор может стать конструктором квантового мира, который поможет вскрывать самую загадочную физику за гранью теории.

Источник изображения: University College Dublin

Исследователи из Стэнфордского университета в США и Университетского колледжа Дублина (UCD) в Ирландии в журнале Nature Physics опубликовали работу, в которой рассказали о создании нового типа высокоспециализированного аналогового компьютера (точнее — симулятора). Учёные представили один элемент такого «компьютера» — два соединенных особым образом наноразмерных металло-полупроводниковых компонента, встроенных в электронную схему (см. фото выше).

Предложенное решение имитирует взаимодействие двух элементарных частиц, в данном случае — атомов и электронов. Имитация настолько глубокая, что модель сохраняет все квантовые свойства атомов от межатомного взаимодействия до физических свойств частиц. Масштабируя платформу — выстраивая вещество атом к атому, как конструктор из кубиков «Лего» — можно добиваться моделирования материи с заданными свойствами и смотреть на её реакцию при взаимодействии с другой материей и на изменение её свойств. Рассчитать такое на масштабной модели сегодня не представляется возможным, а симуляции такое по плечу.

Например, физики-теоретики пока не видят закономерностей для целенаправленного поиска материалов для высокотемпературной сверхпроводимости. Современные компьютеры не могут им помочь в расчётах, тем более что искать приходится вслепую. Моделирование поведения вещества на аналоговых квантовых симуляторах могло бы открыть путь к этому священному Граалю для энергетики и не только. Это позволит отставить теорию в сторону и проверить множество идей на практике.

Собственно, аналоговые квантовые симуляторы нового типа могут помочь в продвижении к универсальным квантовым компьютерам. К примеру, есть идея в качестве кубитов использовать такие квазичастицы, как парафермионы (группы электронов при особом взаимодействии). Заряды электронов в таком состоянии (Z3) равны 1/3 от обычного заряда. В лабораторных условиях учёные ещё не создавали такие частицы, а предложенная модель симулятора позволила их имитировать после соответствующей настройки напряжения на электродах. Фактически учёные в лаборатории создали материю, которой до этого в природе не было. И ведь её можно изучить после этого!

«Увеличив масштаб квантового симулятора с двух до многих наноразмерных компонентов, мы надеемся, что сможем моделировать гораздо более сложные системы, с которыми не могут справиться современные компьютеры, — сказал один из авторов работы. — Это может стать первым шагом к окончательному раскрытию некоторых из самых загадочных тайн нашей квантовой вселенной».

В Минстрое обсуждают необходимость переноса сроков обязательного перехода застройщиков жилья на технологии информационного моделирования (ТИМ) — до января 2024 года, так как из-за санкций теперь нельзя закупать иностранное программное обеспечение, доля которого в данной сфере составляет около 30 %.

Источник изображения: brainlab.com

ТИМ являются аналогом BIM-моделирования (Building Information Modeling). Данный инструментарий позволяет выполнять моделирование строительных объектов, а также их характеристик, объединяя всю информацию по ним вместе с документацией и сметами. Это упрощает организацию работы строительных организаций, и как утверждают кураторы стройиндустрии, в перспективе должно привести к снижению себестоимости строительства как минимум на 10 %.

В Минстрое сообщили «Коммерсанту», что как таковая проблема перехода участников рынка на ТИМ отсутствует, хотя участники рынка «ходатайствуют о переносе срока».

Запуск ТИМ застройщиками жилья намечен на 1 января 2023 года. На первом этапе технологии информационного моделирования будут использоваться при инженерных изысканиях и проектировании, а на втором — с 1 июля — при строительно-монтажных работах.

По оценкам источника «Коммерсанта», доля зарубежного ПО в используемых девелоперами технологиях информационного моделирования не превышает 30 %, тем не менее, это является «критическим значением для отрасли». В Клубе инвесторов Москвы (КИМ), объединяющем застройщиков столицы, пояснили, что сейчас существуют сложности с подбором подходящего ПО, так как часть иностранного софта не включена в соответствующий реестр Минстроя, а российские аналоги всё ещё на стадии тестирования.

По словам издания, на российском рынке нет альтернативы зарубежного ПО, используемого в ТИМ, поэтому с импортозамещением могут быть сложности.

В КИМ считают, что перенос сроков перехода на ТИМ до 2024 года не решит проблему. По словам директора по маркетингу проектной организации WE-ON Group Ксении Поленовой, для этого потребуется пять-семь лет. Она указала на ещё одну проблему в этом вопросе — отсутствие стандартизации для ТИМ. «У каждого девелопера они свои», — говорит Поленова.

По подсчётам экспертов, для перехода на ТИМ с учётом внедрения отечественных разработок потребуется около 1 млрд рублей.

Если судить по прогнозам валового внутреннего продукта США во втором квартале, сделанным до публикации в минувший в четверг фактических результатов, предсказания автоматизированных компьютерных моделей гораздо точнее, чем расчёты экспертов-экономистов.

Источник изображения: Bloomberg

Согласно предварительной оценке Министерства торговли США, экономика страны сокращается второй квартал подряд, при этом ВВП снизился во втором квартале на 0,9 % в годовом исчислении. Согласно опросу Bloomberg, усреднённый прогноз предполагал рост показателя на 0,4%, а из 74 опрошенных ресурсом экономистов 23 сделали ставку на его снижение.

Прогноз так называемых моделей «краткосрочного прогноза» (nowcast) оказался ближе к реальности. Например, согласно прогнозной модели GDPNow Федерального резервного банка Атланты должно был произойти снижение ВВП на 1,2 %.

Прогноз компьютерной модели S&P Global Market Intelligence, разработанной Monetary Policy Analytics, полностью совпал с фактическим результатом — 0,9 %. Этой моделью пользуется правительство США, банки и сама Федеральная резервная система (ФРС) США.

Модели краткосрочного прогноза приобретают больше сторонников по мере повышения их точности, а оценки, которые они дают, становятся все более близкими к фактическим результатам по мере накопления данных. Индекс GDPNow, например, прогнозировал снижение ВВП на 1,8 % в начале недели, но к среде скорректировал прогноз до 1,2 %.

Модель S&P предоставляет прогнозы, которые находятся в пределах примерно 1,2 п. п. от фактического показателя ВВП примерно за три месяца до публикации Бюро экономического анализа США, при этом разрыв сужается примерно до половины процентного пункта ближе к дате публикации, сообщил Бен Херзон (Ben Herzon), исполнительный директор компании S&P.

Считается что вокруг ближайшей к Солнечной системе звезды Проксимы Центавра обращаются три планеты, но пока нет ясности относительно планет в расположенной неподалёку двойной системе Альфа Центавра. Однако группа учёных из Австралии, Австрии, Бельгии, Венгрии, США и Швейцарии решила провести моделирование планеты, которая может находиться в обитаемой зоне системы.

Источник изображения: LoganArt / pixabay.com

В качестве исходных данных они проанализировали содержание различных элементов на Солнце и Земле, а затем сравнили их с данными спектроскопии с обеих звёзд Альфы Центавра и получили информацию о 22 элементах. На основе этих данных они смогли оценить возможный состав гипотетической каменистой планеты в обитаемой зоне системы.

Если планета действительно существует, то геохимически она похожа на Землю, и в её мантии преобладают кремниевые соединения. Но из-за более высокого содержания углерода и кислорода на ней может быть больше графита и алмазов. Влагоёмкость планеты примерно аналогична земной, а вот геологическая активность существенно ниже, вплоть до полного отсутствия тектоники плит, плюс меньшее по размерам железное ядро.

Как сообщил ресурсу Ars Technica участвующий в исследовательском проекте доцент Австралийского национального университета Чарльз Лайнуивер (Charles H. Lineweaver), созданную модель можно применять к другим гипотетическим планетам. Он уверен, что каменистые планеты намного чаще встречаются в других звёздных системах, чем считается официально — проблема не в их отсутствии, а в том, что возможности современной науки ограничены. Есть вероятность, что в реальности её состав могли изменить падающие на поверхность планеты астероиды. Однако разработанный учёными метод моделирования в перспективе упростит обнаружение новых объектов. Результаты работы учёные опубликовали в американском «Астрофизическом журнале».

Группа американских учёных разработала инструмент детального моделирования твердотельных структур, который поможет в создании аккумуляторов с лучшими характеристиками. Твёрдые электролиты могут помочь преодолеть массу препятствий, с которыми сегодня сталкиваются батареи с жидкими электролитами. Но у твердотельных аккумуляторов есть свои недостатки. Новый инструмент моделирования конфигураций и состояний твёрдых структур покажет, как обойти все проблемы.

Источник изображения: Brandon Wood, Tae Wook Heo and Sabrina Wan/LLNL

Микроструктура материалов и твёрдого электролита в частности оказывает сильное влияние на транспорт ионов. От этого зависит число рабочих циклов аккумуляторов и их токовые характеристики. В то же время на микроструктуру можно влиять, используя для её формирования те или иные способы обработки. Диапазон возможностей здесь бесконечен, чего не скажешь о времени или ресурсах на эксперименты. Ускорить процесс могут инструменты, поясняющие фундаментальность процессов и дающие качественный и количественный анализ структур, дефектов, распределения веществ, их концентрацию, связи и другие характеристики.

«Мы разработали новую мощную возможность вычислительного моделирования, которая может предложить фундаментальное научное понимание и практическое руководство по проектированию не только сообществу исследователей в области хранения энергии, но и сообществу специалистов по обработке материалов», — сказал Тэ Вук Хео (Tae Wook Heo), учёный LLNL и ведущий автор статьи.

Работа опубликована в журнале npj Computational Materials. В исследовании приняли участие учёные Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) в сотрудничестве с Государственным университетом Сан-Франциско и Университетом штата Пенсильвания.

Исследователи из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне создали программное обеспечение с GPU-ускорением для моделирования жизненных процессов клетки из 2 млрд атомов. Внутри клетки происходят метаболические процессы — она живёт и развивается как живая. Технология позволяет дать простой ответ на массу вопросов о поведении клетки в тех или иных условиях. И это не данные финальных расчётов — клетка «живёт», а учёные наблюдают.

Источник изображения: NVIDIA

Несмотря на высочайшую сложность и детализацию модели, без упрощений обойтись не удалось. Но даже упрощённая модель имитирует 7000 процессов обработки генетической информации в течение 20-минутного жизненного клеточного цикла. Утверждается, что это самая длинная и сложная симуляция клетки на сегодняшний день. Число генов модели было урезано до 500 штук. Осталось только то минимальное количество генов, которое необходимо для выживания клетки. Для сравнения, кишечная палочка содержит информацию в 5000 генов. Сохранённые гены позволили клетке нормально развиваться во всех смыслах и дойти до стадии репликации.

Физические и химические процессы в цифровой модели воспроизводились на уровне взаимодействия атомов. Можно представить, что в случае достаточных вычислительных ресурсов подобным образом можно запрограммировать жизнь любой сложности, и она даже не будет подозревать, что это настоящая нематериальная жизнь. Когда-нибудь, но очень и очень нескоро, в цифровую форму можно будет перевести любую жизнь. На малой форме это уже доказано.

Модель клетки вырабатывает белки, её компоненты производят энергию, дающую ей жизнь, транскрибирует гены, разбираясь с инструкцией своей жизнедеятельности, и делает многое другое, что положено настоящей живой клетке.

Изучение модели поможет учёным предсказать, как изменение условий или геномов реальных клеток повлияет на их функционирование. Это необходимо для поиска новых лекарств и для изучения течения болезней. Оптимизация пакета Lattice Microbes для запуска на GPU NVIDIA позволила наблюдать за цифровой моделью клетки в реальном масштабе времени. Более того, использование новых ускорителей RTX A5000 повысило производительность пакета на 40 % по сравнению с предыдущими GPU NVIDIA.

В конце сентября в США была представлена вторая версия проекта Energy Exascale Earth System Model (E3SM), представляющая собой цифрового двойника Земли для моделирования климата. Модель E3SMv2 стала работать в два раза быстрее на том же оборудовании, что и раньше. Это позволит повысить точность прогнозов за счёт уменьшения сетки моделирования без привлечения к работе дополнительных мощностей суперкомпьютеров.

Источник изображения: LLNL

Первая версия программы (E3SMv1) была представлена в 2018 году. За это время она зарекомендовала себя как надёжный инструмент для предсказания климатических изменений. Новую версию, кстати, учёные уже прогнали на тысячи лет вперёд и собираются устремиться в ещё более далёкое будущее.

Глобальные предсказания важны, но анализ текущей ситуации и краткосрочные прогнозы также жизненно необходимы, особенно с учётом сильных климатических качелей в США. Новая версия программы позволяет уменьшить сетку региональной модели в районе Северной Америки до 25 км со 100 км на остальной карте мира, что в разы повышает детальность прогнозов для территории США. При этом в модель включена глобальная атмосфера с шагом сетки 100 км. Разработчики подчёркивают, что новая версия стала не только точнее, но и быстрее, что важно для экономии энергии на подобные очень и очень энергозатратные исследования.

«E3SMv2 позволяет нам более реалистично моделировать настоящее, что дает нам больше уверенности при моделировании будущего, — сказал Дэвид Бадер (David Bader), ученый LLNL и руководитель проекта E3SM. — Увеличение вычислительной мощности позволяет нам добавлять больше деталей к процессам и взаимодействиям, что приводит к более точным и полезным симуляциям, чем в предыдущей версии».

Земля, с ее бесчисленными взаимодействиями компонентов атмосферы, океанов, суши и льда, представляет собой чрезвычайно сложную систему для исследования. Моделирование земной системы включает в себя решение приближенных физических, химических и биологических управляющих уравнений на пространственных сетках с разрешением настолько мелким, насколько позволяют вычислительные ресурсы. Фактически модель E3SMv2 позволила «бесплатно» повысить детализацию расчётов.

Группа астрофизиков из Швейцарии провела новое моделирование атмосферных явлений на Земле и Венере на ранних и поздних этапах эволюции. Исследование показало, что на Венере никогда не было условий для выпадения осадков из водяного пара в атмосфере. Поэтому в истории нашей соседки зарождение жизни по типу земной было невозможно в принципе.

Источник изображения: JAXA/ISAS/DARTS/Damia Bouic

Венера могла бы быть близнецом Земли, поскольку по весу, размерам и строению почти идентична нашей планете. Но она намного ближе расположена к Солнцу и это решило её судьбу. Экстремальные температура и давление на поверхности Венеры даже близко не позволяют говорить о возможности жизни земного типа в таких условиях. Но учёных волновала мысль, были ли у Венеры периоды с более благоприятными условиями? Например, были ли на ней океаны — потенциальные инкубаторы для зарождения жизни?

Предыдущие исследования позволяли предположить, что в прошлом Венера могла быть гораздо более гостеприимным местом с собственными океанами жидкой воды. Группа астрофизиков из Женевского университета (UNIGE) и Национального центра компетенции в области исследований (NCCR) PlanetS Швейцарии попыталась это выяснить и опубликовала результаты в журнале Nature. Если коротко, такого не было и не могло быть.

«Мы смоделировали климат Земли и Венеры в самом начале их эволюции более четырех миллиардов лет назад, когда поверхность планет была еще расплавленной, — объяснил один из авторов статьи Мартин Турбе (Martin Turbet). — Связанные с этим высокие температуры означали, что любая вода должна была присутствовать в виде пара, как в гигантской скороварке».

Для работы учёные взяли проверенные на практике модели поведения земной атмосферы, которые используются для симуляции протекающих сегодня климатических явлений и прогнозирования. С помощью модели учёные исследовали, как атмосферы двух планет будут развиваться со временем и могут ли при этом образоваться океаны. С Землёй всё более-менее понятно, но для Венеры выяснилось, что в её условиях водяной пар в атмосфере никогда не мог сконденсироваться и выпасть на планету дождём. Влага всегда оставалась в воздухе, чему способствовали атмосферные процессы на всём протяжении эволюции Венеры.

Причина такого поведения атмосферы — это близость Солнца и вызванные этой близостью явления в воздухе. В частности, облака на Венере формировались на ночной стороне и создавали сильнейший парниковый эффект, который никогда не позволял планете остыть достаточно для начала образования конденсата в атмосфере.

Земле с этим повезло. Более того, парниковый эффект на ранних этапах эволюции помог нашей планете не превратиться в ледяной мир, пока Солнце было относительно слабым. При этом условия для конденсации воды в атмосфере были благоприятными, и вода постепенно выпадала на её поверхность и образовала природные водоёмы, где, как считается, зародилась жизнь.

Представленные выводы учёных — это пока лишь гипотеза, подкреплённая определёнными наблюдениями за земным климатом. Проверить её можно будет изучив Венеру ближе, что собираются сделать космические агентства США, России, Китая и Индии ближе к концу текущего десятилетия.

Использование средств цифрового моделирования позволит не только ускорить процесс разработки автомобилей и комплектующих, но и сократить расходы, как убеждены японские автопроизводители, решившие объединить усилия при переходе на этот метод разработки. Mazda считается одним из пионеров подхода и уже готова похвастаться своими успехами.

Источник изображения: Nikkei Asian Review

Как отмечает Nikkei Asian Review, ещё в двухтысячных годах Mazda начала активно использовать средства цифрового моделирования. Плодом подобных усилий стали двигатели семейства Skyactiv с высокой степенью сжатия, которые отличаются хорошей топливной экономичностью без ущерба для динамических свойств автомобиля. Теперь Mazda готова делиться опытом с другими японскими производителями, чтобы создать условия для эффективного взаимодействия с партнёрами.

Некоторые небольшие компании, разрабатывающие автомобильные компоненты, не могут себе позволить переход на цифровое моделирование при разработке проектов, поэтому у смежников могут возникать трудности с интеграцией проектной документации. В задачи создаваемого отраслевого альянса войдёт и финансовая помощь таким небольшим компаниям, позволяющая им перейти на цифровое моделирование. Создавая модели целых агрегатов и автомобилей в виртуальном пространстве, производители могут ускорить процесс выявления слабых мест в конструкции и сократить материальные затраты.

Инициативу готовы поддержать Mazda Motor, Toyota Motor, Honda Motor, Nissan Motor и Subaru, а интересы поставщиков автокомпонентов будут представлять Denso, Panasonic, Mitsubishi Electric, Aisin и Jatco. Создание общих правил в сфере цифрового моделирования упростит информационный обмен и повысит конкурентоспособность национальной автомобильной промышленности, как считают члены альянса. Европейские производители, как отмечает источник, к такой идее пришли несколько раньше, поэтому японским компаниям придётся выступать в роли догоняющих.

В США при поддержке Министерства энергетики ведутся разработки программных инструментов для моделирования всех основных процессов во Вселенной. Более того, такие инструменты частично готовы и ждут развёртывания новых суперкомпьютеров экзафлопсного класса, таких как Aurora и Frontier для Аргоннской национальной лаборатории. Завершение проекта обещает открыть тайны зарождения и развития Вселенной, а также позволит прогнозировать будущее.

Источник изображения: www.universetoday.com

Проект ExaSky ведётся учёными Аргоннской национальной лаборатории. Считается, что это одно из важнейших приложений в области науки о Земле и космосе, которое будет решаться с запуском в эксплуатацию суперкомпьютеров экзафлопсного класса. Важным аспектом новых платформ станет акцент на вычисления графическими процессорами. Поэтому код проекта ExaSky активно адаптируется для работы на ГП Intel, NVIDIA и AMD.

Для запуска на новых суперкомпьютерах (GPU) адаптируются два значительно отличающихся кода — HACC (Hardware/Hybrid Accelerated Cosmology Code) на основе уравнений Лагранжа и Nyx (метод адаптивных сеток).

«Идея состоит в том, что аналогичные физические модели в обоих кодах должны обеспечить аналогичные результаты в массе различных масштабов, даже если в этих двух кодах используются разные вычислительные подходы. Получение схожих результатов в обеих моделях поможет подтвердить наше понимание физических процессов, происходящих в природе. После этого мы можем добавить новые функции, такие как звездообразование, для воспроизведения с помощью моделирования, а также наблюдаемые данные обзора неба, чтобы проверить наши результаты и оживить симуляцию», — поясняют разработчики.

Новые суперкомпьютеры экзафлопсного класса дадут возможность включать более сложную физику с учётом широкого спектра входных данных, таких как наличие массивных нейтрино, модели образования звёзд и галактик, а также нескольких источников астрофизической обратной связи, таких как активные галактические ядра, галактические ветры и взрывы сверхновых. Эти события будут включены в оба кода и будут работать на больших сетках с более высоким разрешением.

Моделирование и постоянная сверка предсказаний с реальными наблюдениями неба помогут раскрыть множество тайн Вселенной, включая, как надеются учёные, тайну тёмной материи и энергии. На сегодняшний день команда ExaSky включила в свои коды модели физики газа и подсеточные модели, а также добавила передовые программные технологии для анализа данных моделирования. Следующим шагом станет добавление физики и тестирование программного обеспечения на оборудовании следующего поколения по мере того, как системы будут введены в эксплуатацию.

На выставке «ИННОПРОМ-2021» по инициативе «Росатома» между рядом компаний подписано соглашение о создании Консорциума российских разработчиков систем CAD/CAЕ. Сегодня в этой области наблюдается засилье иностранных инструментов, что ставит под угрозу дальнейшее развитие промышленности и экономики России. Консорциум призван создать открытые платформы проектирования с выходом на полностью отечественные инструменты CAD/CAЕ к 2030 году.

Источник изображения: Alex Shure / etemu.com

Первыми подписантами соглашения стали ООО «Русатом – Цифровые решения», ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», АО «Инженерно-технический центр «ДЖЭТ», ЗАО «Топ Системы», ООО «3В Сервис» и ООО «Фидесис». В документе сказано, что деятельность Консорциума будет направлена на обеспечение технологической независимости промышленных предприятий и научно-исследовательских организаций Российской Федерации в области систем суперкомпьютерного (математического) моделирования и инженерного анализа.

«Соглашение призвано объединить игроков рынка CAD/САЕ для решения государственной задачи по обеспечению цифровой независимости российской экономики в области инженерного ПО (прежде всего, предприятий стратегических отраслей промышленности)»,— говорится в пресс-релизе «Росатома».

Принципиально, что речь идёт о создании открытой платформы, что ускорит появление конкурентных отечественных разработок и обеспечит обратную связь с промышленными заказчиками. Подобный подход обещает к 2027 году снизить зависимость от иностранных инструментов проектирования до 20 % или, говоря иначе, на 80 % закроет потребности российскими CAD/САЕ-разработками. Но это только начало. Отечественных цифровых продуктов будет всё больше и больше в других отраслях. Процесс запущен. Осталось только его поддерживать и развивать.

В середине текущего года под крылом Евросоюза стартует проект по созданию цифрового двойника Земли. Проект рассчитан на срок до десяти лет, в ходе которого предстоит сделать колоссальную работу в массе смежных областей. Но зато на выходе обещает появиться инструмент для высокоточного прогнозирования широкого списка явлений на нашей планете от природных до рукотворных.

Источник изображения: ESA

«Поворачивая реки вспять» СССР и другие страны в прошлом веке сильно меняли поведение глобальных экосистем и не всегда в лучшую сторону. Последствия подобных вмешательств могут обходиться дороже экономических выгод. Потенциально проект «Destination Earth» Европейского Союза по созданию цифрового двойника Земли обещает помочь политикам и специалистам не только судить о глобальных изменениях на планете, но даже оценить степень влияния того или иного инфраструктурного объекта на климат, экологию и даже урожайность конкретного сельскохозяйственного продукта в заданном регионе.

Специалисты отдают себе отчёт в том, что создание цифрового двойника Земли с заданным разрешением в один километр окажется очень и очень непростой задачей. Помочь может то, что прогнозирование погоды с помощью суперкомпьютеров стало привычным явлением, хотя алгоритмы в этой области перестали развиваться около десяти лет назад. Это необходимо будет преодолеть и разработать новые модели предсказания и анализа.

Существенную помощь в создании цифрового двойника Земли обещает оказать Европейское космическое агентство и операторы метеорологических спутников. В итоговом варианте предусматривается, что цифровая модель Земли будет непрерывно получать данные о погоде не только со спутников и от земных метеостанций, но даже от смартфонов обычных граждан, что существенно повысит точность моделирования. И в таком случае никак не обойтись без ИИ, который поможет воспринимать и интерпретировать бесконечный поток данных.

Также исследователи отмечают, что сегодня нет суперкомпьютеров, которые смогли бы стать основой цифровой модели Земли, но предполагается, что с этим потенциально сможет справиться массив из графических ускорителей от 20 тыс. штук и более с потреблением от 20 МВт. Кстати, подобные требования также означают, что суперкомпьютер для цифрового двойника Земли необходимо будет разместить там, где будет достаточно энергии из возобновляемых источников, иначе двойник начнёт стабильно загрязнять собственный оригинал.

Epic Games анонсировала новый программный инструмент, работающий в браузере на движке Unreal Engine. Он получил название MetaHuman Creator и позволяет создавать реалистичные человеческие лица с анимациями мимики, а также движения тела. В рамках презентации нового сервиса Epic опубликовала на YouTube пару видеороликов, демонстрирующих его возможности.

theverge.com

Epic заявляет, что MetaHuman Creator можно использовать в сочетании с современными методами захвата движения для создания реалистичных сцен и анимаций персонажей, которые затем можно использовать в видеоиграх и фильмах. Компания заявляет, что фотореалистичных персонажей можно создавать за считаные минуты. Потом их можно адаптировать к потребностям, для которых они созданы. Кроме того, этими персонажами можно манипулировать в реальном времени в самом инструменте посредством браузера.

Вице-президент Epic по технологиям создания цифровых персонажей заявил, что для создания сервиса потребовались десятилетия исследований и разработок, а также привлечение нескольких компаний, имеющих наработки в этой сфере. Он заявил, что одна из самых сложных задач в создании 3D-контента, которой до сих пор являлось создание убедительно выглядящих цифровых людей, теперь под силу практически всем.

Конечно, персонажи, созданные с помощью нового инструмента Epic, не настолько реалистичны, как фото несуществующих людей, созданные нейросетями, однако стоит учесть, что здесь речь идёт о полноценной 3D-модели с реалистичной физикой, а не о статичном изображении. MetaHuman Creator имеет все шансы стать одним из самых востребованных инструментов для создания персонажей видеоигр. К сожалению, пока неясно, когда Epic сделает инструмент доступным для широкого круга пользователей.

Исследователи из Сколтеха без полного набора данных о почвах и методах хозяйствования в Черноземье смогли вычислить главные факторы повышения урожайности. В этом им помог суперкомпьютер «Жорес», развёрнутый в Сколтехе два года назад. Предложенный алгоритм обещает оптимизировать выращивание сельскохозяйственных культур даже на основе ограниченных данных о сельскохозяйственной деятельности в определённом регионе.

В своих расчётах учёные использовали данные экспериментальных наблюдений за сезонным севооборотом сахарной свеклы (Beta vulgaris subsp. vulgaris), ярового ячменя (Hordeum vulgare) и сои (Glycine max) в Черноземье в период с 2011 по 2017 год. На основе этих данных и анализа шести основных параметров почвы была проведена калибровка цифровой модели MONICA для расчёта урожайности.

Фактически у учёных была только информация об урожаях и, вероятно, метеорологическая. Что и как происходит в почве: объёмы внесения удобрений, режимы обработки и так далее ― это тайна за семью печатями, хотя для корректного прогнозирования урожаев цифровые модели должны проходить калибровку, в том числе, исходя из состояния почв. Тем не менее, опыт превзошёл ожидания и учёные не только смогли понять, что и как влияет на урожайность в сочетании со многими факторами, но и запустить процесс моделирования с интенсивностью по полмиллиона циклов в час вместо одного вычислительного цикла за день, как это было раньше.

«В нашей стране получение информации о почвах ― крайне сложная проблема. К сожалению, данные о свойствах почв и урожайности не публикуются. Но мы нашли выход из ситуации, настроив суперкомпьютер "Жорес" для решения этой проблемы. Теперь мы можем моделировать все возможные варианты и определять наиболее важные параметры урожайности, не выполняя при этом трудоемких и дорогостоящих операций. Мы надеемся, что наши достижения будут способствовать дальнейшему внедрению цифровых технологий в российском земледелии», ― отметила одна из участниц проекта, старший преподаватель Мария Пукальчик.

Возраст Луны ― дело спорное. Учёные продолжают выяснять, когда и как образовался этот естественный спутник нашей планеты. Казалось бы, образцы лунного грунта, доставленные на Землю, могли дать исчерпывающий ответ на вопрос происхождения Луны, но новое и более полное компьютерное моделирование заставляет усомниться в сделанных раньше выводах.

Согласно наиболее распространённой теории и предыдущим исследованиям, 4,51 млрд лет назад через 60 млн лет после образования Солнечной системы гипотетическая планета Тея размером с Марс врезалась в Землю. Из образовавшихся осколков этой космической катастрофы на орбите Земли сформировалось небесное тело. И Земля, и Луна в то время были покрыты огненным океаном бушующей магмы. Именно анализ образцов этих лунных пород давал пищу для оценки возраста Луны. Весь вопрос в том, как долго океан магмы застывал на Луне?

Согласно новым расчётам группы учёных из Немецкого аэрокосмического центра (German Aerospace Center) и из Университета Мюнстера под руководством Максима Мориса (Maxime Muricae), Тея врезалась в Землю 4,425 млрд лет назад плюс–минус 25 млн лет. Это событие произошло примерно через 140 млн лет после формирования Солнечной системы. Удар и последующая «сборка» Луны привели к тому, что океан магмы на нашем спутнике достигал глубин 1000 км.

Моделирование показало, что этот огненный ад застывал и кристаллизовывался гораздо дольше предполагаемого. Предыдущее моделирование показывало время застывания слоя магмы на Луне порядка 35 млн лет. Уточнённые расчёты позволяют представить, что эти процессы длились ощутимо дольше ― 200 млн лет. Всё это даёт повод предполагать, что Луна оказывается моложе, чем мы думали, а именно ― на 85 млн лет. Это ничто в масштабах Вселенной, но позволяет лучше понять, как устроен наш родной космический дом ― Земля и Солнечная система.