Считается, что в обычных световых импульсах напряженность электромагнитного поля меняется со временем по синусоиде. Другие формы поля считались невозможными, пока недавно российские физики не предложили теоретический подход, меняющий правила игры. Открытие позволит формировать световые импульсы треугольной или прямоугольной формы, что привнесёт много нового в работу схем квантовых компьютеров.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Как установили исследователи из Санкт-Петербургского государственного университета и Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе РАН (Санкт-Петербург), изменить форму напряжённости электромагнитного поля в оптическом диапазоне можно с помощью неравномерного распределения плотности в среде, через которую пропускают импульсы сверхкороткой длительности в несколько фемтосекунд. Чем больше форм и разновидностей оптических импульсов получится создавать, тем более точным будет управление кубитами, например, в виде атомов и даже электронов.

Авторы работы теоретически смоделировали прохождение двух последовательных сверхкоротких оптических импульсов через газообразный натрий. Первичные импульсы были классической дугообразной формы, соответствующей половине периода обычной электромагнитной волны. По условиям моделирования импульсы проходили в среде путь длиной 5 мкм. Первый из импульсов передавал возбуждение атомам натрия, запуская их колебания, а второй останавливал их. Этот процесс вызывал отклик электромагнитного поля в виде двух пиков и с этим уже можно работать.

Исследователи предложили таким образом изменить плотность среды, чтобы плотность размещения атомов натрия менялась от малой к большой, затем шло плато, после чего плотность снова снижалась. Таким образом изменение плотности напоминало трапецию. После этого модель стала выдавать импульсы света строго прямоугольной формы. Меняя переход плотности среды на участках подъёма и спада с линейной на параболическую, учёные заставляли импульсы принимать треугольную форму.

Импульсы прямоугольной и треугольной формы. Источник изображения: Ростислав Архипов

«Мы теоретически показали, что, меняя распределение плотности в среде, через которую проходит оптический импульс, можно управлять его формой. Далее предстоит экспериментально проверить наши выводы. В дальнейшем мы планируем исследовать, как оптические импульсы разной формы будут влиять на состояние квантовых систем, которые лежат в основе квантовых компьютеров», — рассказал руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Ростислав Архипов, кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник физического факультета СПбГУ.

Добавим, работа по исследованию была опубликована в журнале Optics Letters.

Компания OpenAI, не привлекая особого внимания, отказалась от прямого запрета на использование её технологии в военных целях. До 10 января политика OpenAI запрещала «деятельность, сопряжённую с высоким риском физического вреда», включая «разработку оружия» и «военную деятельность». Новая формулировка сохраняет запрет на использование OpenAI во вред и в качестве примера приводит разработку или использование оружия, но полный запрет на военное использование исчез.

Источник изображений: ИИ-генерация Stable Diffusion/3DNews

Это неафишируемое редактирование является частью масштабного изменения страницы политики использования, которое, по словам компании, призвано сделать документ «более понятным и более читабельным» и включает в себя множество других существенных изменений. Реальные последствия изменения этой политики неясны. В прошлом году OpenAI уже отказывалась отвечать на вопрос, будет ли она обеспечивать соблюдение своего собственного чёткого запрета на военные действия перед лицом растущего интереса со стороны Пентагона и разведывательного сообщества США.

«Мы стремились создать набор универсальных принципов, которые легко запомнить и применять, тем более что наши инструменты теперь используются во всём мире обычными пользователями, которые также могут создавать GPT, — заявил представитель OpenAI Нико Феликс (Niko Felix). — Принцип “Не причиняй вреда другим” является широким, но легко понятным и актуальным во многих контекстах. Кроме того, в качестве ярких примеров мы специально привели оружие и ранения других людей». При этом он отказался сообщить, распространяется ли расплывчатый запрет на «нанесение вреда» на любое использование в военных целях.

«OpenAI хорошо осознает риски и вред, которые могут возникнуть в результате использования их технологий и услуг в военных целях», — считает эксперт по машинному обучению и безопасности автономных систем Хейди Клааф (Heidy Khlaaf). По её мнению, новая политика ставит законность выше безопасности: «Между этими двумя политиками существует явная разница: в первой чётко указано, что разработка вооружений, а также военные действия и война запрещены, а во второй подчёркивается гибкость и соблюдение закона».

Клааф уверена, что разработка оружия и осуществление деятельности, связанной с военными действиями, в различной степени законны, а потенциальные последствия для безопасности очень вероятны. Она напомнила хорошо известные случаи предвзятости и галлюцинаций, присущие большим языковым моделям и их общую неточность. По её мнению, использование ИИ в боевых действиях может привести к неточным и предвзятым операциям и усугубить ущерб и жертвы среди гражданского населения.

«Учитывая использование систем искусственного интеллекта для нападения на гражданское население в секторе Газа, это примечательный момент — принять решение удалить слова “военные действия” из политики допустимого использования OpenAI, — говорит директор института AI Now Сара Майерс Уэст (Sarah Myers West). — Формулировка политики остаётся расплывчатой и вызывает вопросы о том, как OpenAI намерена подходить к обеспечению её соблюдения».

Хотя ИИ сегодня не может быть использован для непосредственного насилия и убийств, существует огромное количество смежных задач, которые ИИ выполняет для армии. Военнослужащие США уже используют технологию OpenAI для ускорения оформления документов. Национальное агентство геопространственной разведки, напрямую помогающее США в боевых действиях, открыто заявляет об использовании ChatGPT своими аналитиками. Даже если инструменты OpenAI в военных ведомствах используются для задач, не связанных с прямым насилием, они все равно косвенно помогают в ведении боевых действий и убийстве людей.

Военные по всему миру стремятся внедрить методы машинного обучения, чтобы получить преимущество. Хотя результаты больших языковых моделей выглядят чрезвычайно убедительными, они часто страдают от так называемых галлюцинаций, которые ставят под сомнение точность результатов и их соответствие действительности. Тем не менее, способность больших языковых моделей быстро воспринимать текст и проводить его анализ – или, по крайней мере, симулякр анализа – делает использование ИИ естественным выбором для министерства обороны, перегруженного данными.

В то время как некоторые представители военного руководства США выражают обеспокоенность по поводу рисков безопасности при использовании ChatGPT для анализа секретных и других чувствительных данных, Пентагон не отказывается от курса на использование ИИ. Заместитель министра обороны Кэтлин Хикс (Kathleen Hicks) полагает, что ИИ является «ключевой частью комплексного подхода к сетецентрическим военным инновациям». При этом она признаёт, что большинство текущих предложений «ещё недостаточно технически развиты, чтобы соответствовать нашим этическим принципам искусственного интеллекта».

Редакция журнала MIT Technology Review Массачусетского технологического института составила список из 10 наиболее важных технологий, которые сильнее всего повлияют на жизнь и деятельность человечества в 2024 году. В этом им можно доверять. Учёные MIT сами погружены во многие прорывные научные процессы и если не возглавляют их, то идут в первых рядах.

Источник изображений: MIT Technology Review

На первое место в предсказании выведен искусственный интеллект для всего. Миллиарды людей уже познакомились с ChatGPT и другими большими языковыми моделями, а также с десятками специализированных нейросетей. Всего за год с небольшим они изменили мир, насытив информационное пространство умными помощниками для подсказок, составления текстов, рисования и создания видеоряда. Можно не сомневаться, что взрывной интерес к ИИ и продуктам на его основе, а также развитие этих продуктов, будет стремительно продолжаться весь 2024 год.

Вторую позицию по важности для всех нас специалисты MIT оставили за сверхэффективными солнечными фотоэлементами. Солнечная энергия уже прочно утвердилась на Земле и в некоторых регионах даже бросила вызов ископаемым источникам получения энергии, например, превысив долю в 50 % в энергетике Китая. Чего не хватает фотовольтаике — так это роста КПД. Сегодня массовые фотоячейки работают в районе 20 % КПД, а хотелось бы большего. В MIT считают, что в 2024 году фотоячейки с перовскитом начнут своё распространение и обеспечат повышение эффективности коммерческим солнечным панелям.

Третье место в списке потенциально прорывных вещей 2024 года специалисты отдали гарнитуре Apple Vision Pro. Поставки новинки ценой $3500 стартуют 2 февраля. Это не первая попытка вывести в люди гарнитуру смешанной реальности. Будет ли она встречена на ура или канет в небытие — скоро мы это узнаем. Обещаний дано много. Однако без широкой программной поддержки и массы полезных и ценных приложений гарнитура мало чего будет стоить, а по карману она будет далеко не каждому.

На здоровье широких масс населения обещают оказать решительное влияние разработки, поставленные на четвёртое место. Это препараты, спасающие от ожирения. Всемирная организация здравоохранения назвала глобальный рост ожирения эпидемией. Новые лекарства, такие как Mounjaro и Wegovy уже показали свою эффективность против этого «недуга». Более того, у них обнадёживающее побочное влияние — есть данные, что эти препараты могут даже защитить от сердечных приступов и инсультов. Несомненно, готовы появиться и другие подобные препараты, что поможет охватить больше людей и помочь им.

На пятом месте разместились новейшие технологии по использованию геотермальной энергии. Тепло недр Земли используется не первое десятилетие, но все задействованные методы и инструменты — это лишь первое касание возможностей. Очевидно, что более сложные методы бурения и прокладки труб помогут получать тепло и энергию даже там, где раньше это считалось невозможным.

Чиплеты тоже попали в список наиболее прорывных технологий нового года. Наши читатели наверняка знают о них не меньше специалистов MIT. На нашем сайте регулярно публикуются новости и материалы на тему сборки больших чипов и процессоров из нескольких кристаллов меньшего размера. Это позволяет относительно простыми средствами увеличить функциональность процессоров и продолжить работу закона Мура. В ближайшем будущем чиплеты — это единственный путь создавать всё более мощные и сложные решения.

Седьмая прорывная разработка — это создание «лекарства» на основе редактирования генов. В конце 2023 года подобное лекарство впервые было разрешено к использованию на людях в полном объёме. Прорыв совершила компания Vertex, получившая разрешение на использование своих «генетических ножниц» для лечения серповидно-клеточной анемии и трансфузионно-зависимой бета-талассемии. За этим шагом последуют другие, благо технология доказала свою работу и эффективность.

Продолжение масштабирования суперкомпьютеров тоже попало в список прорывных технологий. На самом деле это проблема. Современные системы потребляют настолько много энергии и так сложны в управлении, что дальнейшее масштабирование производительности — это довольно нетривиальная задача во всех смыслах. Но мы смогли! Суперкомпьютеры преодолели планку в один эксафлопс и устремились в будущее, в котором моделирование климата, ядерных реакций и многого другого будет проводиться быстрее и с меньшими затратами.

Тепловые насосы признаны девятой важнейшей технологией, которая поможет человечеству оставаться в комфорте и не загрязнять мир. Это почти кондиционеры, но работающие несколько по другому принципу. За счёт электрической энергии тепловые насосы могут обогревать помещения с минимальными затратами энергии даже в лютый мороз. Продажи тепловых насосов выросли по всему миру, а в США они впервые превзошли газовые печи. Интересно, что в Германии всякое новое жилище с прошлого года по закону должно отапливаться электрическим тепловым насосом. Сюрпризом стало повышение оплаты за такие услуги на 15 % с января 2024 года. Так что компромиссы ещё искать и искать.

Десятым важным фактором влияния на жизнь в 2024 году в MIT считают вероятное появление множества конкурентов у социальной сети X (бывшей Twitter). По мнению специалистов, купивший эту социальную сеть Илон Маск проявил себя деспотом и безответственным руководителем, что отпугнуло пользователей и рекламодателей. Поэтому центральное место этой сети в мире социальных сетей фактически разрушено и готово появиться множество её «убийц», например, в лице уже запущенных сетей Bluesky и Threads.

Без российских ракетных двигателей для ракет Atlas V подряд на запуск секретного космоплана X-37B поручили компании SpaceX. Ракета Falcon 9 могла доставить X-37B на низкую околоземную орбиту. Но в этот раз военные воспользовались услугами более мощной Falcon Heavy, которая способна забросить объект до высоты 35 тыс. км. Но куда именно направится космоплан, остаётся неизвестным.

Источник изображения: NASA

Космический самолёт X-37B — это своего рода уменьшенная копия летавших ранее челноков NASA («Спейс шаттл»). Это безэкипажное судно. Его длина достигает 8,9 м при взлётной массе 5 т. Компания Boeing изготовила два таких аппарата. Космоплан выполняет задачи экспериментальной космической платформы. Оперативные задачи он не решает.

Традиционно задачи миссий не раскрываются за редким исключением. Ранее, например, на борту космоплана поднималось оборудование для проверки передачи на Землю по микроволновому лучу добытой в космосе солнечной электроэнергии. В ходе нового запуска на борту космоплана будет гражданская нагрузка в виде семян, которые будут подвергнуты сильному космическому излучению, что, кстати, намекает на вероятно достаточно высокую орбиту аппарата в этом запуске.

Ещё одним намёком на высокую орбиту можно считать использование РН Falcon Heavy. Более того, центральная часть ракеты (вторая ступень) была затоплена в океане, а не возвращена на землю. Она, как и боковые ускорители, многоразовая. Однако для запуска более тяжёлых нагрузок или на более высокую орбиту топливо второй ступени может расходоваться в полном объёме и его не хватит на мягкое приземление ступени. В этот запуск оба боковых ускорителя вернулись на свои площадки, совершив свой пятый полёт в космос, а центральный модуль был затоплен.

Ракета Falcon Heavy с космопланом взлетела из Космического центра NASA им. Кеннеди во Флориде в четверг вечером (28 декабря) в 20:07 по местному времени (29 декабря в 04:07 по московскому времени). Запуск планировался на начало месяца, но сначала он был отложен по причине плохой погоды, а затем из-за неисправности наземного оборудования. Это даже позволило секретному китайскому космоплану взлететь раньше соперника, хотя вылет планировался одновременно.

Для X-37B новый запуск стал седьмым по счёту выходом на орбиту. С самого начала космоплан находился в космосе более семи месяцев во время каждого полёта. Последний полёт был самым длительным — 908 суток в космосе. Возможно теперь X-37B побьёт свой предыдущий рекорд.

Компания GE Aerospace на заводском стенде в Нискайюне, штат Нью-Йорк, продемонстрировала работу комбинированного гиперзвукового двигателя для ракет, беспилотников и самолётов. Установка выполнена в виде турбины, сочетающей прямоточный реактивный двигатель и ротационный детонационный двигатель. Такая конструкция обеспечит движение на скорости как до 3 Маха, так и свыше 5 Маха, делая воздушные средства самодостаточными и высокоманёвренными.

Источник изображения: GE Aerospace

Современные гиперзвуковые летательные аппараты подразумевают разгон на носителе с переходом границы 5 и более Махов после перехода в режим пикирования с ограниченной манёвренностью. С универсальными двигателями, которые поддерживали бы широкий диапазон скоростей для взлёта и посадки, а также для движения и манёвров на гиперзвуковой скорости, пока не складывается. Компания GE Aerospace пытается решить эту задачу, фактически скрестив прямоточный реактивный двигатель и ротационный детонационный двигатель.

Более того, заявлено, что новый дизайн в сочетании с достижениями компании в области высокотемпературных материалов, высокотемпературной электроники, 3D-печати и технологий терморегулирования приведёт к созданию практичного двигателя, который не только сможет обеспечить широчайший спектр скоростей, но также будет меньше и легче аналогичных двигателей.

Сами по себе прямоточные реактивные двигатели, способные работать в гиперзвуковых условиях, плохо работают при низких числах Маха, поэтому транспортному средству всё равно необходимо разгоняться ракетой или другим носителем, пока оно не наберет достаточную скорость для включения двигателя. Двигатель на принципе ротационной детонации или вращения, когда топливо и воздух сгорают в зазоре между двумя цилиндрическими камерами, что создаёт вихреподобный фронт взрывной волны, работает как на малых, так и на гиперзвуковых скоростях. Комбинированный двигатель использует преимущества первых и вторых, представляя универсальное решение для гиперзвука.

Пример ротационного детонационного двигателя. Источник изображения: USAF/AFRL

Такой двигатель будет без движущихся частей, что сделает более простым и надёжным как в эксплуатации, так и в обслуживании. Прямоточную схему компания отчасти позаимствовала у небольшой компании Innoveering LLC из Нью-Йорка, у которой были собственные разработки по гиперзвуку. Эта компания была куплена летом нынешнего года. Ротационные детонационные двигатели компания GE Aerospace разрабатывает самостоятельно около 10 лет.

«Мы убедились, что наш опыт в области турбин с высоким числом Маха — наш опыт в ротационных детонационных двигателях, который был создан в нашем Глобальном исследовательском центре (GRC) в Скенектади, Нью-Йорк, в сочетании с высокотемпературными материалами с высокими эксплуатационными характеристиками, хорошо сочетается с [разработками] Innoveering, — пояснила Эми Гаудер, президент и исполнительный директор GE Aerospace, Defense & Systems. — У них есть опыт в области впускной и выпускной систем».

Остаётся добавить, что полномасштабную версию двигателя ПРД/РДД компания обещает представить в 2024 году. А пока свои версии беспилотников с подобными двигателями потихоньку запускают в небо китайцы.

В пятницу Китай запустил в космос свою самую тяжёлую ракету «Чанчжэн-5». И без того немаленькая ракета была удлинена на 6 метров, чтобы разместить на ней необычную полезную нагрузку. Официально — это спутник оптической разведки Yaogan-41 («Яогань-41»). Эксперты считают, что за чрезвычайными размерами аппарата скрывается необычно большой телескоп для слежения за наземными объектами с высоты 35 тыс. км.

Источник изображения: «Синьхуа»

Ракета «Чанчжэн-5» вывела спутник на геопереходную орбиту. Американские службы слежения за космическим пространством засекли «большое овальное тело» спутника «Яогань-41» на орбите высотой 195 × 35 815 км. Спутник постепенно перейдёт на круговую геостационарную орбиту высотой около 35 тыс. км и тогда будет понятно, на какую область Земли он будет нацелен.

Ожидается, что «Яогань-41» будет непрерывно следить за Индо-Тихоокеанским регионом. С высоты в 35 тыс. км слишком мелкие объекты увидеть будет нельзя, но зато область наблюдения будет под постоянным обзором, если этому не будет мешать облачность. Возможно сверхбольшой для таких задач телескоп, который может находиться на таком аппарате, поможет следить даже за относительно небольшими объектами, но технических характеристик спутника нет, хотя сообщившее о запуске информагентство «Синьхуа» не стало скрывать, что «Яогань-41» будет следить за поверхностью Земли в оптическом диапазоне.

По данным разведки США, Китай стремительно наращивает группировки спутников военного и разведывательного назначения. На сегодняшний день Поднебесная располагает на орбите 198 спутниками для решения подобных задач и мощной системой обработки получаемых от них данных (а это отдельная область с мощнейшими ЦОДами). Россия, для сравнения, имеет в своём распоряжении только 11 спутников для сбора данных военного назначения. Темпы расширения возможностей Китая в этом направлении начинают беспокоить Пентагон и могут совершить качественный рывок после появления ещё более тяжёлых ракет «Чанчжэн-9» на рубеже текущего десятилетия и, особенно, если появится многоразовая версия «Чанчжэн-9».

Так, по оценкам американских специалистов один килограмм вывода полезной нагрузки на орбиту на ракете «Чанчжэн-5» стоит около $3000. Если ракета «Чанчжэн-9» станет многоразовой, то цена запуска одного килограмма полезной нагрузки в космос снизится до $1500. Впрочем, произойдёт это не очень скоро, а до этого в Индо-Тихоокеанском регионе может произойти много удивительных и плохо предсказуемых событий. Не зря ведь за ним начинает круглосуточно следить в том числе «Яогань-41».

Китайские учёные совершили крупный технологический скачок в сфере рельсового оружия. Традиционно рельсотроны подвержены высочайшему износу направляющих для снаряда, что снижает количество выстрелов, возможных без ремонта орудия, до десятков и даже меньше. Китайская разработка выдержала 120 залпов без ремонта и снижения точности, что приближает её по обслуживанию к современной ствольной артиллерии, и помог в этом искусственный интеллект.

Прототипы рельсотронов американской разработки. Источник изображения: US Navy

ИИ в составе рельсового орудия управлял параметрами системы и режимами выстрела. Снаряд в стволе рельсотрона разгоняется по токопроводящим направляющим. Точное управление силой тока в разные моменты процесса требует невообразимой скорости принятия решений в зависимости от множества текущих характеристик системы. Китайский рельсотрон снабжён 100 тыс. датчиками, что в 10 раз превышает количество сенсоров на современном самолёте. Поэтому выстрела и порчи оборудования не произойдёт, если что-то отклонится от нормы.

Искусственный интеллект оказался способен за миллисекунды анализировать показания всех датчиков и успевать принимать решение. Благодаря этому сбои в процессе работы орудия возникали всё реже и реже. За последние 50 залпов в 120-залповой серии, орудие ни разу не отказало. При этом снаряды вылетали из ствола со скоростью 2 км/с, что примерно соответствует 6 Махам. С такой скоростью можно прицельно поражать цели на дальности до 200 км.

«О подобной работе никогда раньше публично не сообщалось, — заявила команда Национальной лаборатории электромагнитной энергии при Военно-морском инженерном университете в статье, опубликованной 10 ноября. — Военные машины медленно переходят от химической энергии к электромагнитной ... [и] непрерывная скорость стрельбы является решающим показателем боевой эффективности систем электромагнитного рельсового запуска».

Рельсотроны не остались без внимания военных инженеров из других стран. Судя по всему, больше всего внимания им уделили в США. Если верить китайским источникам, ещё в начале 2010-х американцы потратили четыре года на отстрел 1000 испытательных снарядов. К 2018 году стояла цель создать систему, способную произвести 1000 выстрелов без обслуживания. Сделать это не удалось, и в 2021 году проект был закрыт.

В Европе проект рельсотрона официально утверждён к разработке в 2020 году. Занимается им Европейское оборонное агентство (EDA) и Французско-немецкий научно-исследовательский институт Сен-Луи (ISL). В проекте участвуют пять европейских стран. Демонстратор должен быть создан к 2028 году. Кодовое имя проекта PILUM. Также разрабатывают рельсотрон японцы. Массогабаритные испытания морского комплекса прошли этим летом и, как сообщается, успешно.

Интересно отметить, что китайские учёные рассматривают гражданские варианты использования рельсовых технологий. Это могут быть левитирующие поезда в вакуумных трубах (маглевы), которые будут разгоняться до 1000 км/ч, а также электромагнитные ускорители для запуска полезной нагрузки в космос.

Китайский производитель электроники TCL закрывает дочернюю компанию, которая занималась разработкой микросхем драйверов для дисплеев. По сообщениям нескольких источников, близких к компании, причиной сворачивания бизнеса является снижение его рентабельности.

Источник изображения: unsplash.com

Китайская компания расформировала подразделение Mooresilicon, в котором трудилось менее сотни сотрудников, в рамках реструктуризации бизнеса. Данный шаг не окажет большого влияния на общую стратегию TCL Technology по разработке микросхем. Компания по-прежнему будет заниматься разработкой силовых полупроводников, которые являются важнейшими компонентами электронных систем, так как управляют распределением электроэнергии. Они используются в широком спектре продуктов — от сотовых телефонов до электромобилей.

Дочерняя структура Mooresilicon была основана в марте 2021-го года на фоне инвестиционного бума в полупроводниковый сектор Китая на фоне опасений по поводу ужесточения антикитайских санкций со стороны США. Подразделение отвечало в основном за разработку микросхем драйверов дисплеев для основного бизнеса TCL Technology по выпуску дисплейных панелей.

По прошествии нескольких месяцев после создания Mooresilicon перешла под крыло полупроводникового бизнеса TCL Technology вместе с TCL Huanxin Semi-conductor (Tianjin). Последняя специализируется на разработке чипов управления питанием, выпрямителей и дискретных полупроводниковых устройств.

Учёные из китайского университета Цинхуа разработали полностью аналоговый фотоэлектронный чип ACCEL, который обещает совершить революцию в задачах высокоскоростного машинного зрения. Чип, сочетающий электронные и оптические технологии, способен продемонстрировать беспрецедентную энергоэффективность и высочайшую скорость вычислений для задач машинного зрения. В этой сфере новый чип радикально превосходит современные графические процессоры.

Источник изображения: Pixabay

Традиционные процессоры обладают ограниченной скоростью вычислений и потребляют колоссальное количество энергии при решении задач машинного зрения, таких как распознавание изображений для автономного вождения, робототехники и медицинской диагностики. Эти задачи требуют обработки изображений с высоким разрешением, точной классификации и сверхнизкой задержки.

Чип ACCEL реализует преимущества развивающейся области фотонных вычислений, которые используют свет для обработки информации. Интегрируя дифракционные оптические аналоговые вычисления (OAC) и электронные аналоговые вычисления (EAC) в одном чипе, ACCEL достигает замечательной энергоэффективности и скорости вычислений.

Метод OAC использует управление световыми волнами посредством дифракции для кодирования и обработки информации. При помощи интерференционных паттернов, создаваемых светом, вычисления производятся аналоговым способом, обрабатывая данные непрерывно, а не дискретными цифровыми шагами. Метод EAC использует электронные компоненты для манипулирования непрерывными физическими величинами. Вместо работы с цифровыми сигналами в виде нулей и единиц, EAC использует постоянно меняющиеся аналоговые сигналы.

Архитектура ACCEL / Источник изображения: Tsinghua University

Оба метода дают преимущества для определённых видов вычислений и способствуют разработке задач высокоскоростного зрения.

ACCEL при обработке изображений не требует АЦП для преобразования изображения, напрямую используя для вычислений фототоки, индуцированные светом, что приводит к значительному сокращению задержек. ACCEL достигает системной энергоэффективности 74,8 пета-операций в секунду на ватт, что более чем на три порядка выше, чем у современных графических процессоров. Скорость вычислений достигает 4,6 пета-операций в секунду, при этом более 99 % вычислений выполняются оптически.

Благодаря интеграции оптоэлектронных вычислений и адаптивного обучения ACCEL достигает конкурентоспособной точности классификации объектов в различных задачах. Новый чип продемонстрировал точность 85,5 %, 82,0 % и 92,6 % для задач Fashion-MNIST, 3-классовой классификации ImageNet и задач распознавания покадрового видео соответственно. Примечательно, что ACCEL демонстрирует высокую надёжность даже в условиях низкой освещённости, что делает его пригодным для портативных устройств, автономного вождения и промышленных применения.

Сравнение скорости и энергоэффективности ACCEL с традиционными методами / Источник изображения: Tsinghua University

Сверхнизкое энергопотребление нового чипа значительно снижает тепловыделение, открывая путь дальнейшему совершенствованию и миниатюризации. В отличие от традиционных оптоэлектронных цифровых вычислительных систем, ACCEL гибко сочетает дифракционные оптические вычисления и электронные аналоговые вычисления, а его архитектура обеспечивает масштабируемость, нелинейность и высокую адаптируемость.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature, исследователи заявили: «Разработка вычислительной системы, основанной на совершенно новом принципе, является огромной задачей. Однако ещё более важно успешно реализовать эту вычислительную архитектуру следующего поколения в реальные приложения, отвечающие важнейшим потребностям общества».

В рецензии на исследование, опубликованной в журнале Nature's Research Briefing, эксперты высказали убеждение, что «ACCEL может позволить этим архитектурам сыграть роль в нашей повседневной жизни гораздо раньше, чем ожидалось».

Всё новое — это, несомненно, хорошо забытое старое. Самым первым аналоговым вычислительным устройством является хорошо знакомая старшему поколению логарифмическая линейка.

Источник изображения: myruler.ru

Другим известным примером аналоговых вычислительных устройств является настольная аналоговая вычислительная машина МН-7, разработанная в далёком 1955 году. Она успешно решала обыкновенные дифференциальные уравнения до 6-го порядка. Не менее успешно при помощи подобных машин создавались математические модели физических процессов, что использовалось при решении задач АСУ ТП.

Источник изображения: computerra.ru

В аналоговой вычислительной машине (АВМ) мгновенному значению исходной переменной величины ставится в соответствие мгновенное значение другой величины, часто отличающейся от исходной физической природой и масштабным коэффициентом. Каждой элементарной математической операции, как правило, соответствует физический закон, устанавливающий математические зависимости между физическими величинами на выходе и входе (например, закон Ома).

Особенности представления исходных величин и построения алгоритмов предопределяют большую скорость работы АВМ и простоту программирования, но ограничивают область применения и точность получаемого результата. АВМ отличается малой универсальностью (алгоритмическая ограниченность) — при решении задач другого класса необходимо перестраивать структуру машины и число решающих элементов.

А теперь мы становимся свидетелями того, как в мире, казалось бы, победивших цифровых технологий, вновь начинают находить применение аналоговые вычисления, вышедшие на новый уровень развития.

Электросамолёт Alia компании Beta Technologies совершил недельный перелёт над США с севера на юг, преодолев свыше 3200 км. Воздушное судно своим ходом добралось до базы ВВС во Флориде, сделав по пути более 10 остановок. Военные заинтересовались разработкой как наиболее экономичным средством для доставки грузов, в чём намерены теперь убедиться лично.

Источник изображений: Beta Technologies

Alia — это электрический летательный аппарат самолётного типа со взлётом и посадкой на обычную взлётно-посадочную полосу. Он обладает кабиной для двух пилотов и ёмким грузовым отсеком позади них. В движение самолёт приводится электромотором и винтом позади судна, которые толкают его вперёд. Размах крыльев Alia достигает 15 м. Отдельно компания разрабатывает версию аппарата с вертикальными взлётом и посадкой, для чего электросамолёт получит четыре вертикально ориентированных двигателя с пропеллерами.

Компания Beta Technologies располагается в штате Вермонт, где она начала строить огромный комплекс по производству электросамолётов. Не исключено, что после завершения испытаний на базе ВВС она получит большой заказ от военных. Пока в активе Beta Technologies контракт на предварительную поставку десятка машин логистической компании UPS и предварительные договорённости с компанией United Therapeutics.

Военные намерены самостоятельно, а не по «глянцевым буклетам» оценить возможности электролётов Beta Technologies. Их интересует сложность и стоимость обслуживания подобных аппаратов, управляемость, расход электричества и дальность, а также длительность полётов. Армия США начала изучать новые виды воздушной мобильности, намереваясь получить от них снижение стоимости обслуживания и иные преимущества, например, низкий уровень шума при проведении специальных операций.

Агентство по закупкам, технологиям и логистике (ATLA) Министерства обороны Японии объявило о проведении первых в мире морских корабельных испытаний рельсотрона. Электронное орудие вело стрельбу 40-мм снарядами, которые разгоняло до скорости 6,5 Маха. Разработки ускорились в 2022 году и обещают скорейшим образом привести к внедрению рельсовых пушек.

Источник изображения: ATLA

Рельсотрон или электромагнитный ускоритель масс разгоняет снаряд по токопроводящим направляющим. В отличие от пушек Гаусса, в стволе которых снаряд физически не контактирует со стенками орудия, рельсовые пушки подвержены быстрому износу токопроводящих частей орудия. В то же время рельсотроны обладают таким важным преимуществом, как высочайший КПД среди всех видов электронного оружия, который достигает 35 % и может быть даже выше.

В Японии оборонное ведомство начало разрабатывать рельсотроны в 2016 году и значительно ускорило процесс в 2022 году, выделив для этого рекордные суммы. Так, если в период с 2016 по 2022 год на эти цели было выделено всего 1 млрд иен (около $6 млн), то в 2022 году разработчики рельсовых пушек получили 6,5 млрд иен и запросили 23,8 млрд иен на 2024 год. Курирующее разработки агентство ATLA настроено довести проект до практической реализации в кратчайшие сроки.

Прошедшие недавно морские испытания рельсотрона на корабле проводились с целью изучить влияние корабля и крепления на орудие и сопутствующее оборудование. Испытания достигли поставленной цели. Более того, видео стрельб агентство разместило у себя на страничке в социальной сети X.

Со слов представителей ATLA, прототип рельсотрона весит 8 т, а длина ствола достигает 6 м. Рельсотрон стреляет 40-мм снарядами, которые разгоняет до скорости 6,5 Маха. Такое орудие предназначено для перехвата высокоскоростных воздушных целей и, в первую очередь, гиперзвуковых ракет. Параллельно ведётся разработка лазерного и микроволнового оружия. Эти направления также представляют интерес для Министерства обороны Японии.

Компания Acer представила монитор SpatialLabs View Pro 27, расширяющий ассортимент продуктов производителя, способных выводить стереоскопическое (3D) изображение и не требующих использования специальных очков. Новинка в первую очередь предназначена для профессионалов, работающих с 3D-графикой. А помимо 3D-картинки монитор обеспечивает объёмный звук.

Источник изображений: Acer

Для создания стереоскопического эффекта, который можно видеть без использования специальных 3D-очков, монитор Acer SpatialLabs View Pro 27, как и прочие аналогичные продукты, оснащён специальной двояковыпуклой линзой, а также инфракрасной (ИК) камерой с функцией отслеживания глаз. По словам компании, инфракрасная камера слежения за глазами поддерживает разрешение 1280 × 480 пикселей и работает со скоростью 60 кадров в секунду. Она эффективно работает даже при условиях низкой освещённости.

«Наслаждайтесь безупречным 3D-изображением даже при слабом освещении. Наша технология точно отслеживает положение глаз в темноте, гарантируя, что 3D-изображение всегда идеально настроено для зрителя. Независимо от того, предпочитаете ли вы работать в условиях низкой освещенности или хотите продемонстрировать свои творения в обстановке мягкого света, визуальные эффекты идеально адаптируются к вашим движениям, обеспечивая четкое изображение», — сообщает Acer в описании к новинке.

В зависимости от сценария применения Acer SpatialLabs View Pro 27 можно использовать и как обычный 2D-монитор с поддержкой разрешения 4K. В основе новинки используется 27-дюймовая VA-панель с частотой обновления 160 Гц, скоростью отклика 5 мс, яркостью 400 кд/м², контрастностью 1000:1 и 95-процентным охватом цветового пространства DCI-P3. Дисплей получил поддержку технологий синхронизации изображения AMD FreeSync Premium и NVIDIA G-Sync, оснащён портами HDMI 2.1 и DisplayPort 2.1, а также одним USB-C (до 5 Гбит/с) и парой USB-A (до 5 Гбит/с).

Acer заявляет, что SpatialLabs View Pro 27 — единственный монитор на рынке, который способен воспроизводить пространственное аудио без наушников. Для этого он оснащён парой динамиков мощностью по 2,5 Вт, датчиками отслеживания положения головы пользователя, а также ИИ-технологией обработки звука.

Для разработчиков компания предусмотрела приложение SpatialLabs Experience Center Pro, в которое включены такие утилиты, как SpatialLabs Model Viewer для работы и просмотра 3D-контента. Монитор совместим с Unreal, Unity и другими игровыми движками, для которых компания предлагает поддержку различных плагинов.

В продажу Acer SpatialLabs View Pro 27 поступит в первом квартале 2024 года. О стоимости новинки компания пока ничего не сообщает.

Компания Rheinmetall сообщила, что успешно завершила годовые испытания боевого лазера, интегрированного в систему вооружения фрегата F-124 Sachsen «Саксония». За это время лазерная установка произвела более сотни выстрелов, поразив, в основном, небольшие высокоманёвренные цели в виде дронов и их роёв. Мощность установки составляет 20 кВт, но может быть легко доведена до 100 кВт.

Источник изображения: MBDA Deutschland / Rheinmetall

Морские испытания морского боевого лазера на борту «Саксонии» стартовали летом прошлого года. Конструктивно система размещается в стандартном 20-футовом контейнере (6-метровом). Опытная установка состоит из 12 2-кВт волоконных лазеров, мощность которых объединяется в один луч с помощью диэлектрической решётки. При этом происходит некоторая потеря мощности, но зато процесс масштабирования достаточно прост.

Контракт на изготовление прототипа лазера и его интеграцию в боевые системы «Саксонии» ВМС Германии заключили три года назад с компаниями MBDA Deutschland и Rheinmetall. Первая должна была создать модули для обнаружения и сопровождения целей, пульт оператора и обеспечить подключение всего этого к системе управления корабля. Компания Rheinmetall должна была создать сам лазер и системы его наведения, как и сам контейнер и узлы для его силового и интерфейсного подключения к соответствующим узлам фрегата.

За год морских испытаний ВМС Германии провели шесть кампаний, в ходе которых новая лазерная система использовалась против различных целей, некоторые из которых были очень маневренными. В ходе испытаний система совместно с датчиками корабля обнаруживала, отслеживала и обстреливала цели на основе взаимодействия с другими системами «Саксонии» в рамках запрограммированных правил ведения боевых действий.

В общей сложности лазер выполнил более сотни стрельб, завершившихся двумя демонстрационными днями перед высокопоставленными лицами Германии и НАТО.

По данным Rheinmetall, новый лазер предназначен для борьбы с беспилотниками, роями дронов, скоростными катерами и ракетами на очень малой дальности. Последующие модернизации позволят противостоять сверхзвуковым ракетам, реактивным снарядам, а также минометным и артиллерийским снарядам.

Добавим, в США для военно-морского флота уже поставляются серийно изготовленные боевые лазеры мощностью 60 кВт и сухопутные мобильные системы мощностью 300 кВт. Также приняты на вооружение в российской армии сухопутные боевые лазеры «Пересвет».

Представленные в мае тактические смартфоны Samsung Galaxy S23 Tactical Edition и Galaxy XCover 6 Pro Tactical Edition начали продаваться в США. Устройства ориентированы на военных, работников экстренных служб и служб специального назначения. Новинки обладают повышенной прочностью, расширенными ресурсами для шифрования и скрытной работы. Помимо силовиков новые смартфоны помогут в работе в полевых условиях множеству гражданских специалистов.

Источник изображений: Samsung

Компания Samsung не озвучивает рекомендованную стоимость новинок, и не будет пускать их в розницу. Тактические смартфоны можно будет приобрести лишь у избранных партнёров Samsung в США. В то же время новинки не будет ограничены в поставках лишь военным и сотрудникам спецслужб. Они также будут распространяться среди работников экстренных служб и сотрудников компаний, занимающихся управлением беспилотными летательными аппаратами, дорожных администраций, коммунальных, нефтегазовых и горнодобывающих компаний, а также компаний, занимающихся разведкой и добычей полезных ископаемых и, в целом, для управления критически важными развёртываемыми активами.

По большому счёту оба тактических смартфона — это дооснащённые специальными возможностями обычные коммерческие версии аппаратов Samsung Galaxy S23 и Galaxy XCover 6 Pro. Обе новинки могут считаться третьим поколением тактических смартфонов Samsung, которые годами используют сотрудники Министерства обороны США и сотрудники экстренных служб этой страны. Для последних Samsung обеспечила работу смартфонов в специализированной общенациональной сети FirstNet компании AT&T, созданной для нужд общественной безопасности. В обоих случаях важным моментом можно считать совместимость смартфонов с рядом тактических радиостанций.

Помимо подключения к радиоканалам тактических радиостанций смартфоны «для военных» обеспечивают простое подключение к целому спектру внешних устройств: к приборам ночного видения, лазерным дальномерам, внешним GPS-навигаторам, беспилотникам и другим устройствам. Само собой, обе модели поддерживают все традиционные возможности сотовой связи, включая 5G, LTE, CBRS, Bluetooth и Wi-Fi 6E. Кроме того, это первые решения Tactical Edition с поддержкой FirstNet Ready.

Для обеспечения скрытности в радиоэфире Galaxy S23 Tactical Edition и Galaxy XCover 6 Pro Tactical Edition поддерживают режим Stealth Mode, который отключает LTE и e-911 (автоматическую передачу координат GPS), заглушая всё радиочастотное вещание для обеспечения полностью автономной связи. Для повышения безопасности миссии можно включить режим Covert Lock, который обеспечивает работу в режиме Stealth, а также отключает базовую полосу связи и GPS, полностью защищая устройство от излучения радиосигналов. Чтобы в таких условиях работали лицензируемые сервисы Samsung, для приложений тактических смартфонов компании введена возможность лицензирования без подключения к удалённым службам.

В обоих смартфонах реализованы нюансы с автоматическим поворотом экрана, масштабированием, активацией, блокировкой, аутентификацией и так далее, которые позволяют настроить всё это в более широком диапазоне, чем в случае обычных коммерческих моделей. Также работа с экраном и клавиатурой предусматривает работу в тактических перчатках, подстраивая под это экранный интерфейс.

Смартфоны Samsung Galaxy S23 Tactical Edition и Samsung Galaxy XCover 6 Pro Tactical Edition защищены системой безопасности Samsung Knox — платформой безопасности военного уровня, встроенной в мобильные устройства Samsung на уровне чипсета и обеспечивающей сохранность и блокировку данных. Оба решения следуют строгим отраслевым нормам, в том числе списку требований АНБ Commercial Solutions for Classified (CSfC), что позволяет военнослужащим и гражданскому персоналу безопасно получать доступ к секретной информации.

Samsung Galaxy S23 Tactical Edition и Samsung Galaxy XCover 6 Pro Tactical Edition поддерживают двойное VPN-соединение, что позволяет использовать два VPN-сервера для внутреннего и внешнего туннелирования данных при передаче. Кроме того, система Knox Dual Data at Rest (DualDAR) защищает секретные данные вплоть до высшего уровня секретности. Шифрование происходит на двух уровнях даже в тех случаях, когда смартфоны выключены или не прошли аутентификацию. Всё программное обеспечение, добавим, гарантированно поддерживается в течение четырёх лет или до января 2027 года.

Что касается физической защиты, то оба смартфона обещают пыле- и влагозащиту класса IP68. Смартфоны также соответствуют военному стандарту MIL-STD-810H. Они выдерживают погружение в воду на глубину до 1,5 м на 30 мин и падение с 1,5-м высоты. Малый вес аппаратов — менее 240 граммов — позволяет часто заменить ими более тяжёлые ноутбуки с аналогичными по производительности процессорами, оставляя место для более важной нагрузки — медикаментов или боеприпасов.

Высококачественный 120-Гц AMOLED-экран покажет все детали на картах, которые удобно будет переносить на съёмных картах памяти, а 50-Мп камера про-класса позволит военнослужащим делать и передавать снимки и видео высокого разрешения при слабом освещении, не выдавая своего местоположения. Смартфоны комплектуются прочными корпусами военного класса, разработанными вместе с компаниями Juggernaut Case и Kagwerks.

На ранних этапах становления бизнеса Tesla японская корпорация Toyota была акционером компании и помогала ей с проектированием силовой установки электромобилей, но теперь пришла пора крупнейшему автопроизводителю поучиться у компании Илона Маска (Elon Musk) передовым технологиям выпуска кузовных деталей. Последние Toyota также собирается отливать под давлением, как и Tesla.

Источник изображения: Toyota Motor

По крайней мере, представителям Nikkei Asian Review уже удалось увидеть в действии прототип литейного оборудования, которое позволит Toyota Motor сократить затраты времени на изготовление трети основания кузова электромобиля с нескольких часов до примерно трёх минут. Попутно количество обрабатываемых деталей в новом варианте техпроцесса сократится с 86 до 1 штуки, а более 30 технологических операций попросту удастся исключить.

В традиционном варианте крупные сборочные единицы в структуре кузова автомобиля получаются из штампованных фрагментов, которые свариваются или склеиваются между собой, а также крепятся на резьбовых соединениях. Формируя за один проход монолитный фрагмент основания кузова методом литья под давлением, производитель исключает множество промежуточных операций, каждая из которых требует своей технологической оснастки и затрат времени. Точность геометрических параметров монолитной детали повышается, снижается риск брака при производстве, а сам процесс изготовления кузова транспортного средства значительно ускоряется. В частности, прототип литейного оборудования с использованием мощного пресса, который Toyota продемонстрировала журналистам, заднюю часть основания кузова изготовил за три минуты против нескольких часов.

Естественно, такой метод обладает и своими недостатками. Во-первых, крупные прессы занимают много места и требуют соответствующих определённым требованиям производственных помещений. Во-вторых, они дороги в производстве и приобретении, а весьма дорогую оснастку для литья одной детали в итоге можно использовать при производстве лишь ограниченного ассортимента моделей электромобилей, если вообще в этом случае уместно говорить об унификации элементов кузова. Наконец, монолитная деталь менее ремонтопригодна, а это свойство наверняка озадачит специалистов по кузовному ремонту и страховые компании.

Впрочем, судя по энтузиазму, в которым Tesla и Toyota движутся в сторону внедрения таких технологий, вопрос с их применением уже не подлежит обсуждению. Если в случае с компанией Илона Маска можно говорить об ограниченном ассортименте моделей, которые редко модернизируются и выпускаются в огромных количествах, то целесообразность выпуска монолитных кузовных деталей таким методом не оспаривается. Toyota тоже выпускает машины в огромных количествах, ведь пока это крупнейший автопроизводитель в мире, но у неё гораздо шире ассортимент моделей, а подготовка литейной оснастки под каждую модель является дорогим удовольствием. Решится ли Toyota на унификацию конструкций своих машин, либо придумает, как экономить на выпуске оснастки, пока сказать сложно, но в её бизнес-модель такой метод производства кузовных элементов встраивается гораздо сложнее.

Toyota планирует применять технологию литья под давлением больших кузовных элементов с 2026 года при производстве электромобилей на новой платформе. К 2030 году до половины выпускаемых компанией ежегодно 3,5 млн электромобилей должны будут перейти на такую технологию. По крайней мере, переднюю и заднюю часть основания кузова этих машин Toyota попытается унифицировать, а средний сегмент будет уникальным для ряда моделей, позволяя варьировать как длину колёсной базы, так и ёмкость тяговой батареи, которая традиционно будет размещаться под полом салона. Кстати, первый прототип установки для литья кузовных деталей под давлением Toyota изготовила ещё год назад, так что нельзя утверждать, что в этой сфере она сильно отстаёт от Tesla.

Источник изображения: Toyota Motor

Ещё одним ноу-хау при сборке электромобилей Toyota сделает самодвижущиеся сборочные единицы (на фото выше), которые позволят отказаться от использования традиционного конвейера. Шасси будущих электромобилей с батареями, силовой установкой и колёсами будут сами передвигаться по заданной траектории по полу цеха, а расстановленные на маршруте манипуляторы будут закреплять на этой платформе прочие конструктивные единицы и элементы салона. Постепенно будет собран полноценный электромобиль, который сможет отправиться на участок контроля качества.

Такой подход к организации сборки машин позволит Toyota гибко реагировать на потребности рынка, масштабируя объёмы выпуска сообразно спросу и сокращая неизбежные при простоях постоянные издержки. Время, необходимое на сборку одного электромобиля, сократится в два раза до пяти часов. Новые модели при таком подходе тоже удастся выводить на рынок быстрее.

В прошлом году Toyota реализовала около 24 000 электромобилей, но уже в 2026 году планирует продать не менее полутора миллионов, а к 2030 году их количество увеличится до 3,5 млн штук в год. Новые производственные методы позволят автогиганту успешнее конкурировать с более молодыми игроками рынка.