Теги → российские разработчики
Быстрый переход

Российские учёные придумали метод, который удешевит производство сенсорных экранов

Учёные НИТУ «МИСиС» в составе международной группы исследователей разработали новый метод обработки углеродных нанотрубок, что может стать прорывом к производству дешёвых, эффективных и гибких сенсорных экранов. Предложенная технология позволяет создавать дисплеи на любой поверхности и в неожиданных местах, а это интересные идеи и необычные решения.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Традиционно для сенсорных экранов гибких дисплеев используется плёнка на основе оксида индия-олова — это прозрачный для видимого света полупроводниковый материал. Главными недостатками этого материала являются высокая цена, которая подскакивала до $750 за кг, невысокая химическая устойчивость и ограниченная гибкость, которую можно увеличить только ценой потери электропроводности. Заменить оксид индия-олова могут одностенные углеродные нанотрубки, но у них есть свои недостатки.

Существующие техпроцессы по нанесению плёнок из углеродных нанотрубок не могут обеспечить стабильность характеристик материала и поверхности. Где-то нанотрубок больше, а где-то меньше. Также нестабильно соотношение полупроводящих трубок и металлических. В совокупности это означает, что сенсорный экран из нанотрубок будет иметь разную прозрачность на разных участках и разную проводимость, что приведёт к нестабильному потреблению и к необходимости коррекции управляющих сигналов. Все это создаёт препятствия для их применения в коммерческих устройствах.

«Международный коллектив исследователей НИТУ «МИСиС», Сколтеха, МФТИ, Университета Аалто, Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Венского университета и финской компании Canatu Ltd предложили простой и экономичный метод улучшения оптико-электронных свойств плёнок на основе одностенных углеродных нанотрубок. — сообщается в пресс-релизе НИТУ «МИСиС». — Учёные выяснили, что их термическая обработка при температуре 400 °C с последующим легированием спиртовым раствором золотохлористоводородной кислоты позволяет добиться рекордных показателей электропроводности».

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Работа была опубликована в журнале Journal of Materials Chemistry C. В процессе обработки молекулы проникают внутрь нанотрубок, а не только цепляются к их наружной поверхности. Выяснилось, что это привело к новому рекорду в электропроводности углеродных нанотрубок, а это очень и очень экономичное потребление на фоне стабильных характеристик. Также данный процесс удешевит производство сенсорных экранов на основе нанотрубок и может подтолкнуть прогресс в области гибких дисплеев.

Российские учёные обнаружили, как фотоны могут помочь в создании многопроцессорных квантовых компьютеров

Российские учёные из НИТУ «МИСиС» в составе международной группы исследователей доказали возможность эффективного взаимодействия между микроволновыми фотонами. Эти частицы не могут взаимодействовать напрямую, поэтому физики нашли обходной путь — заставили фотоны влиять друг на друга с помощью массива сверхпроводящих кубитов. Это открытие приближает создание коммерческих квантовых компьютеров.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

По словам учёных, сверхпроводящие кубиты являются идеальным решением для взаимодействия с фотонами. «Использование сверхпроводящих кубитов, которые, по сути, являются рукотворными атомами, объясняется тем, что для данного типа объектов характерно очень сильное взаимодействие со светом. Обычные атомы намного меньше, чем длина волны. Взаимодействие обычного света с естественным атомом довольно слабое», — поясняет один из авторов исследования, заведующий лабораторией «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС» и руководитель группы в Российском квантовом центре, профессор, доктор физ.-мат. наук Алексей Устинов.

Серия экспериментов на специально созданной установке показала, что в процессе взаимодействия с массивом сверхпроводящих кубитов в спектре фотонов возникает интервал частот, в котором волновод становится непрозрачным (происходит отражение фотонов). Иначе говоря, учёные могли заставить фотон двигаться либо по одному пути (волноводу), либо по другому. То есть, появляется возможность управлять поведением фотонов — кодировать его и с помощью этого механизма передавать с фотоном информацию.

Сделанное открытие особенно важно, поскольку массивы сверхпроводящих кубитов заключены в ограниченный по объёму криостат с температурой близкой к абсолютному нулю. Передача квантовой информации с помощью фотонов между несколькими такими криостатами подобна работе многопроцессорных конфигураций. Это позволяет надеяться на хорошее масштабирование квантовых вычислителей и на работу в кластерах.

Чуть больше о сделанном открытии можно прочесть на сайте НИТУ «МИСиС». Также работа по теме опубликована в издании npj Quantum Materials и свободна для прочтения.

Российских разработчиков ИИ поддержат рублём из бюджета

Как сообщает издание «Коммерсант», Минпромторгом подготовлен проект постановления правительства о предоставлении субсидий на конкурсной основе российским разработчикам систем на базе искусственного интеллекта. По мнению участников рынка, новый механизм станет более прозрачным, чем выделение средств через госконтракты.

Источник изображения: Александр Казаков / Коммерсантъ

Источник изображения: Александр Казаков / Коммерсантъ

Согласно проекту, победители конкурса смогут получить на проект до 3 млрд рублей из бюджета. Сумма будет выделяться в объёме не более 500 млн рублей в год в течение шести лет. При этом получатель субсидии берёт на себя обязательство внедрить разработку в объёме в более чем два раза превышающем сумму полученной субсидии.

От разработчиков будут требовать создание конкурентоспособных нишевых АПК (аппаратно-программных комплексов) для ИИ по таким направлениям, как медицина, распознавание образов и речи, создание систем безопасности и другим перспективным направлениям.

Согласно предварительной информации, на 2021 год по этой программе могут выделить порядка 1,5 млрд рублей. Получатель — компания или организация с регистрацией в России, существующая не менее трех лет либо та, которая входит в перечень системообразующих предприятий или является дочерним обществом такой организации — также обязан инвестировать в субсидированный проект собственные средства в объёме не менее 30 % от стоимости проекта.

Источник отмечает, что в перечне системообразующих предприятий не менее 30 компаний, включая подконтрольные «Ростеху» концерны «Автоматика», «Созвездие» и холдинг «Швабе», а также разработчик микропроцессоров «Байкал Электроникс», АО НПЦ «Элвис» и НТЦ «Модуль». Именно последние в основном получат выгоду от реализации нового подхода.

Также ожидается, что новый документ внесёт больше ясности в вопросы ответственности разработчиков. Например, в прошлом году Минпромторг не смог через суд взыскать неустойку с компании «Байкал Электроникс» за задержку выпуска процессора «Байкал-М». Подобное должно оговариваться заранее. Больше деталей на сайте «Коммерсанта».

В России испытали демонстратор двигателя для перспективных орбитальных самолетов и гиперзвуковых ракет

Как сообщается на сайте Ростеха, Объединенная двигателестроительная корпорация Ростеха завершила первый этап испытаний демонстратора прямоточного пульсирующего детонационного двигателя. Простота конструкции и повышенные эффективность и тяга обещают качественное развитие российских ракетно-космических систем.

Источник изображения: Ростех

Источник изображения: Ростех

В ходе испытаний в отдельных режимах силовая установка продемонстрировала увеличение удельной тяги до 50 % в сравнении с двигателями традиционных схем. Это можно конвертировать в дальность и грузоподъёмность ракет или орбитальных самолётов, повысив один из этих параметров на 30-50 %.

«Пульсирующий детонационный двигатель — новый тип силовой установки для авиации, — говорится в документе. — В нем реализуется более экономичный, в отличие от используемого в существующих газотурбинных двигателях, термодинамический цикл. В ОКБ им. А. Люльки (филиал ПАО «ОДК-УМПО») сформировано отдельное направление по разработке таких силовых установок».

Предложенный двигатель сможет применяться на орбитальных самолетах, сверх- и гиперзвуковых летательных аппаратах, перспективных ракетно-космических системах. Благодаря новым двигателям также повысится манёвренность аппаратов и улучшится динамика полёта. Подобные двигатели могут стать как дополнением, так и заменой традиционным двигателям в воздушно-реактивных силовых установках.

«Простота конструкции и относительно низкие требования к значениям величин газодинамических параметров позволяют применять при его создании технологии, отработанные на предыдущих поколениях двигателей. Это даёт большое коммерческое и экономическое преимущество по сравнению с разрабатываемыми перспективными двигателями традиционных схем», — отметил генеральный конструктор-директор ОКБ имени А. Люльки Евгений Марчуков.

Россия в этом году поставит США последние ракетные двигатели РД-180 по 20-летнему контракту

Как сообщают РИА Новости, в 2021 году НПО «Энергомаш» (предприятие «Роскосмоса») отправит в США последнюю партию ракетных двигателей РД-180. Контракт на поставку был заключён в 1999 году. Последняя партия двигателей могла отправиться в США раньше, но помешала пандемия коронавируса COVID-19.

Источник изображения: РИА Новости / Сергей Мамонтов

Источник изображения: РИА Новости / Сергей Мамонтов

Всего с момента заключения контракта чуть более 20 лет назад российский производитель поставил в США 116 двигателей. Последняя партия, как сообщалось в конце прошлого года, составляет шесть двигателей, которые полностью готовы к отправке и хранятся на складе.

Двигатели РД-180 использовались американцами в первой ступени ракеты-носителя Atlas 5 компании United Launch Alliance (ULA). Около года назад Конгресс США запретил использовать российские двигатели в РН для запуска спутников военного назначения, заказы на которые выполняла также компания ULA. Для выполнения дальнейших запусков военных спутников United Launch Alliance планирует использовать новую ракету-носитель Vulcan Centaur с двигателями BE-4 компании Blue Origin (принадлежит главе компании Amazon Джеффу Безосу). Впрочем, ни ракета, ни двигатель ещё не сертифицированы для полётов.

Из закупленных у России двигателей РД-180 использовано 92 штуки. С последней партией у американцев в запасе останутся 30 двигателей. Этого вполне хватит на тот случай, если с «Вулканом» что-то пойдёт не так. Наконец, компания SpaceX также числится подрядчиком Пентагона на следующие пять лет, так что военные США без космических ракет не останутся.

В СПбГУ создали аккумулятор, который заряжается в 10 раз быстрее литиевого, не горит и не теряет ёмкость на холоде

Химикам СПбГУ понадобилось около трёх лет исследований, чтобы создать новый тип аккумулятора, который потенциально может потеснить вездесущие литиевые батареи. Новый аккумулятор не горит, содержит минимальное количество вредных для экологии материалов и заряжается в десять раз быстрее современных литиевых аккумуляторов. Учёные готовятся получить патент на разработку и трудятся над повышением плотности запаса энергии.

Источник изображения: Анатолий Верещагин

Источник изображения: Анатолий Верещагин

В основе новинки лежит уникальный редокс-активный нитроксилсодержащий полимер. Синтез нового вещества стал самым трудным в проекте, но он удался. Главным барьером на пути к новому типу аккумуляторов была недостаточная электрическая проводимость подобных полимеров. Интересно, что добавки никоим образом не повышали эту проводимость, поэтому проблему решили оригинальным образом.

В основу нового вещества химики положили молекулы никель-салена (NiSalen). «Молекулы этого полимера выступают в качестве молекулярной проволоки, на которую прикреплены энергоёмкие нитроксильные фрагменты, — пояснил профессор кафедры электрохимии СПбГУ Олег Левин. — Такая молекулярная архитектура материала позволяет добиться одновременно высоких мощностных, ёмкостных и низкотемпературных характеристик».

Созданный в лаборатории аккумулятор может заряжаться в считаные секунды, что примерно в десять раз быстрее литиевых и что было подтверждено экспериментально. Но на текущем этапе у разработки есть отставание от литиевых аккумуляторов по ёмкости — примерно на 30–40 %. На следующем этапе разработки учёные занялись вопросом повышения этого важного параметра с условием сохранения высокой скорости заряда-разряда.

Российские учёные стали на шаг ближе к созданию электрогенераторов, встроенных прямо в чипы

Сводная группа учёных из НИТУ «МИСиС» и РАН движется в сторону интереснейшей разработки — электрогенераторов, которые интегрированы в кремниевую подложку микросхем. Это обеспечит резервное питание чипам, а в перспективе даже может заменить аккумуляторы.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Питать чипы изнутри учёные предлагают водородными топливными ячейками. Но на пути к этому стояла одна проблема — нанопористые кремниевые мембраны со временем разрушаются от водных и слабощелочных растворов. Для успеха проекта требовалось защитить поверхность кремния даже в закрытых порах от контакта с жидкой средой. Исследователи смогли решить эту проблему.

Учёные разработали технологию нанесения многослойных графеновых покрытий методом осаждения из газовой фазы. Технология признана уникальной и защищена патентом РФ № 2731278 от 1 сентября 2020 года.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

«Мы предложили не имеющий аналогов метод создания многослойных графеновых покрытий на внутренних стенках пор по всей глубине кремниевой структуры. Других способов производства электродов для эффективных микротопливных элементов сегодня нет. Источники тока такого рода могут не только обеспечить длительное резервное питание техники, но со временем, вероятно, заменят аккумуляторы», — объяснила доцент кафедры Материаловедения полупроводников и диэлектриков НИТУ «МИСиС» Екатерина Гостева.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Результаты исследования опубликованы в журнале Microporous and Mesoporous Materials. Обработка кремния по новому методу в несколько сотен раз уменьшает поверхностное электросопротивление и заметно повышает устойчивость к слабощелочным растворам. Также, за счёт появления нового микрорельефа внутри пор кремния, площадь полезной поверхности материала увеличивается более чем в три раза. Всё это вместе резко повышает характеристики микротопливного элемента, включая долговечность его использования.

Российские физики создали прототип пятикубитного процессора. Это приблизит создание квантового компьютера в России

По сообщению лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ, в России впервые создана квантовая интегральная схема на основе пяти сверхпроводниковых кубитов. Это важный шаг на пути создания полномасштабных универсальных квантовых процессоров и симуляторов. Формально разработку можно назвать прототипом квантовых процессоров, которых в мире пока совсем немного.

Образец интегральной схемы на основе пяти сверхпроводниковых кубитов в держателе. Источник изображения: МФТИ

Образец интегральной схемы на основе пяти сверхпроводниковых кубитов в держателе. Источник изображения: МФТИ

Впервые о разработке в России сверхпроводящего кубита специалисты МФТИ сообщили в 2015 году. Год спустя физики начали эксперименты с двухкубитовым чипом. Сегодня учёные готовы к экспериментам с квантовыми вычислителями и симуляторами на основе пятикубитовых чипов, что существенно повысит ценность исследований.

Как считают российские физики, в ближайшие годы от квантовых систем больше всего практической пользы можно будет получить в области машинного обучения и работы с нейросетями. На квантовых системах нейросети могут работать с меньшим числом параметров, что существенно ускорит обработку данных. Также значительный эффект от использования квантовых платформ можно получить в симуляторах процессов, которые невозможно рассчитать на обычных компьютерах в разумное время.

«Интегральная схема разработана в лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ и изготовлена на технологической базе Центра коллективного пользования московского Физтеха, — сообщается на сайте института. — Первые измерения показали, что все элементы схемы работают с ожидаемыми параметрами. В настоящий момент МФТИ обладает уникальной возможностью самостоятельно разрабатывать, изготавливать и тестировать квантовые устройства».

Часть двухкубитовой квантовой системы. Источник изображения: МФТИ

Часть двухкубитовой квантовой системы образца 2016 года. Источник изображения: МФТИ

Успех разработке обеспечил ряд ключевых факторов. Главным фактором стал опыт сотрудников и развёрнутое производственное и научное оборудование. В ходе многолетних исследований учёные смогли «существенно улучшить контроль геометрических и электрических параметров туннельных контактов». Также физики отладили технологию изготовления микроволновых резонаторов, которые располагаются на чипе вблизи кубитов и служат для считывания их квантового состояния. Другой важной вехой в разработке стала отладка процесса изготовления навесных мостиков (эйр-бриджей), которые позволяют подавить паразитные резонансные моды и тем самым повысить добротность структур.

По словам сотрудников, возможности центра и лаборатории достаточны для выполнения всех этапов, необходимых для создания элементов квантовых процессоров от технологических чертежей до интегральной квантовой схемы на чипе и ее измерений. Но для создания полноценного квантового компьютера требуется дооснащение лаборатории и модернизация «чистой комнаты». И эта оговорка неспроста. Объёмы финансирования разработки российского квантового компьютера могут сократить со всеми вытекающими последствиями.

Тяжелая ракета «Ангара-А5» пошла в серийное производство

Как сообщает РИА Новости, на сайте госзакупок обнаружен заказ Минобороны РФ на серийное производство тяжёлых ракет «Ангара-А5». Ракеты будут готовы в 2022-2024 годах в количестве четырёх штук. Судя по всему, они станут частью программы финальных испытаний этого типа ракет-носителей. Запланировано шесть пусков «Ангары-А5» с макетами, два из которых успешно произведены. Это положит начало династии РН нового поколения на десятилетия вперёд.

Источник изображения: Роскосмос/Ekaterina Smola

Источник изображения: Роскосмос/Ekaterina Smola

Ранее сообщалось, что контракт на серийное изготовление ракет «Ангара-А5» был заключён в мае 2020 года. Согласно данным по госзакупкам, это будут РН с номерами с 71757 по 71760. Первый запуск «Ангары-А5» с массогабаритным макетом совершён в 2014 году, а второй — в 2020. Во время последнего запуска эта ракета-носитель вывела на геостационарную орбиту 2420 кг макетной нагрузки. Изучение полёта показало, что «Ангара-А5» с космодрома Плесецк способна выводить грузы массой свыше 2,5 т.

В семействе «Ангара», которое разрабатывается с 90-х годов прошлого века, находятся РН лёгкого класса («Ангара-1.1», «Ангара-1.2»), тяжелого («Ангара-А5») и сверхтяжёлого («Ангара-А5В»). От разработки РН среднего класса «Ангара-А3» в 2019 году решили отказаться. Ракета-носитель «Ангара-А5В» рассматривается как стратегическая часть российской лунной программы, хотя от её разработки несколько лет назад также думали отказаться.

Источник изображения: МО РФ

Источник изображения: МО РФ

Добавим, с июля по сентябрь текущего года должен состояться третий запуск «Ангары-А5» с массогабаритным макетом. Также есть информация, что в этом году может состояться первый запуск этой РН с реальным спутником, а не с макетом.

В России запустят производство ультрабыстрых зарядок для электрокаров

Несколько лет назад в России стартовали программы по подготовке к появлению в стране нового поколения электрического транспорта. Одними из главных программ в этой области считаются инфраструктурные проекты, в частности — создание сетей зарядных станций. Ускорить появление таких сетей обещают предприятия Госкорпорации «Ростех». Новым шагом в этом направлении станет развёртывание первого в России производства ультрабыстрых зарядных станций.

Источник изображения: Ростех

Источник изображения: Ростех

Как сообщают в Ростехе, новые ультрабыстрые зарядные станции (УБЗС) отличаются повышенной скоростью работы при стоимости на 20 % ниже импортных аналогов. Важным отличием нового оборудования станет то, что оно способно заряжать тяговые аккумуляторы таких требовательных потребителей, как электробусы и другой общественный транспорт. В то же время новые станции также смогут обслуживать обычных граждан с легковыми электромобилями.

Производством УБЗС будет заниматься Рязанский приборный завод «Концерна КРЭТ», на что он получит свыше 295 млн рублей по программе «Конверсия» для диверсификации производства предприятиями ОПК. Срок службы электрозарядных станций КРЭТ составит 15 лет. По словам источника, полная зарядка батареи электробуса с использованием новой зарядной станции занимает всего 24 минуты. По производительности она более чем в десять раз превосходит аналоги, представленные на российском рынке.

Источник изображения: Ростех

Источник изображения: Ростех

В дальнейшем предприятие планирует начать производство двупостовых ЭЗС для зарядки двух электромобилей одновременно, а также рассчитывает повышать объёмы производства по мере увеличения спроса на подобную продукцию. В конечном итоге Ростех собирается построить всероссийскую сеть зарядных станций. По прогнозам, к 2025 году в России будет порядка 188 тыс. единиц электротранспорта. Сегодня зарядная сеть Ростеха насчитывает 150 ЭЗС и она крупнейшая в стране. Есть куда расти, и есть с чем расти.

Сколтех запатентовал композитное волокно для 3D-печати прочнейших моделей в домашних условиях

Обычный пластик для 3D-печати методом послойного наплавления (FDM) обладает рядом недостатков, включая сравнительно низкую прочность изделий. Увеличить прочность можно за счёт использования композитных материалов, но это будет накладно. Исследователи из Сколтеха придумали принципиально новое «слоистое» композитное волокно для FDM-печати на обычных настольных 3D-принтерах, которое не разорит владельцев и позволит печатать прочнейшие модели.

Новый материал представляет собой волокно из двух или большего числа слоёв. Внутренний слой — сердечник — изготовлен из армированного короткими волокнами композита, а внешний слой — оболочка — армируется графеном. Поскольку графена используется немного, это не увеличит стоимость материала, зато армированный графеном пластик равномерно покроет материал сердечника. Это важно, поскольку короткие волокна в структуре сердечника придают материалу высокие абразивные свойства. Как минимум, такую модель будет сложно обрабатывать.

Использование волокна с вкраплением графена в оболочку открывает возможность задействовать в качестве коротких армирующих волокон более дешёвое стекловолокно, а не углеродные волокна. Это поможет удержать стоимость композитного материала на низком уровне, не принося в жертву прочность.

В пресс-релизе на сайте Сколтеха говорится: «Технология изготовления коаксиального волокна может использоваться в различных термопластичных и в том числе высокотемпературных полимерах, например, PEEK. Кроме того, используя другие типы добавок, можно улучшить жесткость, ударопрочность, защиту от влаги, антистатические свойства, биосовместимость и другие важные характеристики материала».

Ожидается, что новый материал отлично подойдёт для печати деталей крепежа, оснастки и составных частей для производства автомобилей, мотоциклов и велосипедов, экзоскелетов, протезов, робототехники и многого другого. Для коммерческого продвижения разработки создан стартап Novaprint 3D.

Новые российские ионные двигатели пройдут лётные испытания до конца текущего десятилетия

Вчера в исследовательском центре им. М.В. Келдыша, который входит в состав «Роскосмоса», сообщили о планах провести лётные испытания новых космических ионных двигателей в период с 2025 по 2030 годы. Конкретный способ проведения испытаний ещё обсуждается. Первые огневые испытания одного из прототипов успешно проведены летом прошлого года.

Пример работы ионного ракетного двигателя. Источник изображения: NASA

Пример работы ионного ракетного двигателя. Источник изображения: NASA

Центр уже разработал и создал ионный ракетный двигатель мощностью от 200 Вт до 35 кВт. В частности, речь идёт о прототипе ИД-200 КР, который был испытан в июне 2020 года. Зарубежные аналоги, которые уже находятся в производстве, позволяют обеспечивать мощность от 450 до 3500 Вт с разрядом постоянного тока (XIPS-13 и NSTAR в США и Т-5 в Великобритании) и со сверхвысокочастотным разрядом мощностью до 750 Вт (производство Японии). Также на рынке представлен немецкий ионный двигатель RIT-10 с высокочастотным (радиочастотным) разрядом.

Отдельно российские разработчики упомянули, что ведётся предварительная проработка двигателя мощностью 100 кВт. «Надеемся, что мы облетаем наши изделия в 2025-2030 годах», — сказали в Центре Келдыша.

Двигатели малой мощности предполагается использовать в космических аппаратах небольших размеров на низких орбитах. Мощные ионные двигатели задействуют в тяжелых транспортных системах. Планируемый срок активной эксплуатации ионных двигателей достигает 15 лет. Но поскольку двигатель в космических кораблях включается на относительно небольшое время, он, очевидно, переживёт сами аппараты. Подобные двигатели могут служить как для коррекции орбиты, так и для дальних космических миссий.

Для суперкомпьютеров будущего учёные предложили ненастоящие молекулы из несуществующих частиц

Исследователи Сколтеха и их коллеги из Кембриджского университета выяснили, что квазичастицы поляритоны можно представлять в виде сложных структур, напоминающих молекулы. Такие искусственно генерируемые «молекулы» потенциально могут стать основой квантового суперкомпьютера будущего, скорость вычисления и энергоэффективность которого экспоненциально превзойдут возможности современных устройств.

Источник изображения: Physical Review B Letters

Источник изображения: Physical Review B Letters

Поляритоны — это несуществующие частицы (квазичастицы), которые возникают в процессе взаимодействия фотонов с элементарным возбуждением среды, в данном случае — с электронным возбуждением в полупроводниках, диэлектриках или металлах. Такое возбуждение тоже представляется квазичастицей или экситоном. Тем самым исследователи говорят о «молекулах» из экситонных поляритонов (светоэкситонах).

Источник изображения: Physical Review B Letters

Источник изображения: Physical Review B Letters

В ходе исследования выяснилось, что экситонно поляритонные конденсаты — относительно устойчивые квазиобразования в полупроводниках — способны объединяться в кластеры с самыми причудливыми, но устойчивыми формами. По своему поведению такие образования ведут себя подобно молекулам, хотя последние состоят из атомов, а первые — из взаимодействий квазичастиц. Подобное различие не стало помехой тому, чтобы представить квазичастицы в виде «молекул» со всеми вытекающими особенностями. Например, «молекулы» из квазичастиц можно синтезировать с высокой предсказуемостью результата вплоть до получения заданных структур. Такими структурами могут быть элементы для переключения и переноса данных, а участие во всём этом фотонов обещает низкое рассеивание энергии и более высокие скорости передачи данных.

Источник изображения: Physical Review B Letters

Источник изображения: Physical Review B Letters

«В ходе дальнейшего исследования мы обнаружили, что такие состояния [комбинации поляритонных конденсатов] могут принимать самые разные формы, которыми можно управлять, настраивая отдельные физические параметры системы. На основе этих наблюдений мы сделали предположение о существовании "искусственных поляритонных молекул" и предложили исследовать возможности их использования в квантовых информационных системах», — сказал один из авторов исследования Александр Джонстон.

Добавим, чуть подробнее об исследовании на русском языке рассказывается на сайте Сколтеха. Прочесть можно по этой ссылке.

Учёные из Сколково запатентовали анод для перспективных калийионных аккумуляторов

Всё идёт к тому, что вскоре на Земле не будет хватать запасов лития. Одним из вероятных заменителей этого материала в аккумуляторах обещает стать калий, но для калийионных аккумуляторов нужны иные материалы для катодов и анодов. Такие материалы ищут группы учёных во всём мире, включая Россию. Ищут, находят и получают патенты, как учёные из Сколтеха, обещая приблизить появление новых систем хранения энергии.

Как сообщается на сайте Сколтеха, группа учёных получила патент на анодный композит с улучшенными электрохимическими характеристиками. За основу был взят так называемый неграфитизируемый углерод (в английской литературе используется термин hard carbon), который представляет собой сложную развитую изотропную (однородную) структуру. Эта структура хорошо сочетается с углеродными нанотрубками, которые дополнили материал анода.

«Поводом для новой разработки послужил тот факт, что ионные радиусы у лития и калия существенно отличаются, поэтому материалы, пригодные для интеркаляции [вставки ионов] лития, не подходят для ионов калия. Аноды на основе неграфитизируемого углерода могут хорошо работать с калием в силу сложной развитой структуры. Ещё одно преимущество такого анода состоит в том, что его довольно легко синтезировать», — рассказала аспирант Полина Морозова, одна из соавторов исследования.

Также использование в составе композита углеродных трубок обусловлено тем, что их чрезвычайно высокая электронная проводимость станет гарантией обеспечения быстрой и надёжной работы калийионных аккумуляторов. Использование в качестве анода патентованного композита подтвердило, что отношение отданных аккумулятором ампер-часов (емкости аккумулятора) к ампер-часам, полученным им от зарядного устройства за один цикл зарядки (кулоновская эффективность анода) очень высокое и подтверждает целесообразность дальнейших исследований предложенного состава анода.

Российские учёные установили новый мировой рекорд в области квантовой криптографии

Квантовая криптография с использованием квантового распределения ключей рассматривается как инструмент для длительной надёжной защиты данных и обеспечения безопасности переговоров на высшем уровне. Но по мере цифровизации повседневной жизни граждан области применения оборудования для квантового распределения ключей шифрования будут расширяться, о чём необходимо заботиться заранее.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Массовое применение квантовой криптографии требует совершенствования алгоритмов и повышения эффективности процессов обработки квантового распределения ключей. Группа российских учёных центра компетенций НТИ «Квантовые коммуникации» НИТУ «МИСиС», Российского квантового центра и научно-производственной компании QRate преуспели на этом направлении.

В частности, российские исследователи разработали алгоритмы, которые настолько повысили эффективность систем квантового распределения ключей в области так называемой классической постобработки, что достижение обновило мировой рекорд в этой области. Поясним, что классическая постобработка — это набор мер, направленных на исправление возможных ошибок в квантовых ключах, и исключение из них потенциально доступной злоумышленнику информации.

Кроме того, в рамках совершенствования алгоритмов коррекции ошибок в процессах с квантовым распределением ключей был предложен новый и более устойчивый к внешним воздействиям алгоритм. Для этого учёные обратились к так называемым полярным кодам (от слова поляризация), что позволило устройствам для квантового распределения ключей стабильно работать в условиях реальной жизни под воздействием различных факторов окружающей среды.

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Источник изображения: НИТУ «МИСиС»

Как поясняют разработчики, за счёт использования полярных кодов работа системы не поддаётся влиянию скорости ветра, осадков, повышения или снижения температуры. Например, это поможет в будущем создать невзламываемую защиту беспилотного транспорта, который будет полагаться на качество и защищённость беспроводных каналов связи. Будущее рождается сегодня. Российские исследователи помогают этому как могут.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥