РКЦ | Центр притяжения

Пришло время для дайджеста новостей! 🔘 Физики из Болонского отделения Национального института ядерной физики Италии обнаружили дважды очарованный аналог протона на Большом адронном коллайдере. Для этого они использовали данные протон-протонных столкновений, собранные LHCb в 2024 году после модернизации детектора. 🔘 Ученые ПНИПУ запатентовали технологию получения сверхлегкого терморасширенного графита. Технология позволяет получать терморасширенный графит высокого качества быстро, экономично и с минимальными потерями энергии. Компактность и непрерывность процесса делают технологию пригодной для промышленного масштабирования. 🔘 Планетологи обнаружили все пять нуклеиновых оснований в грунте астероида Рюгу. В образцах грунта с Рюгу обнаружили аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил, а также подтвердилось наличие витамина PP. Все найденные нуклеиновые основания не являются земными загрязнениями.

Росатом разработал промышленный метод получения изотопа азот-15 Атомная энергетика ищет способы сделать топливо более эффективным и безопасным. Один из ключевых вопросов — как лучше управлять нейтронами внутри реактора, потому что от этого зависит и мощность, и количество отходов. В этом контексте ученые Росатом предложили новое решение: они разработали технологию получения редкого изотопа азота — азота-15. Этот изотоп почти не поглощает нейтроны. В обычном азоте преобладает азот-14, который, наоборот, активно их захватывает и снижает эффективность реакции. Если заменить его на азот-15 в составе нитридного ядерного топлива, нейтронов в активной зоне станет больше. Это позволяет уменьшить количество самого топлива, снизить образование нежелательных радиоактивных изотопов и сделать работу реактора более стабильной. Ученые уже получили первые образцы и отработали технологию, которую можно масштабировать до промышленного уровня. Такое топливо планируют использовать в реакторах на быстрых нейтронах — это одна из основ энергетики нового поколения. Например, в проекте БРЕСТ-ОД-300, который сейчас строят в России. Эти реакторы могут эффективнее использовать топливо и даже перерабатывать часть ядерных отходов. Разработка азота-15 — небольшой, но важный шаг к более замкнутому и устойчивому ядерному топливному циклу.

Экскурсия для старшеклассников в РКЦ: прикоснулись к науке будущего! 18 марта Российский квантовый центр распахнул свои двери для старшеклассников. В рамках Недели высоких технологий и технопредпринимательства сотрудники РКЦ провели увлекательную экскурсию для учеников 10–11 классов. Программа дня получилась насыщенной и по‑настоящему вдохновляющей: 🔷 Лекция «Вторая квантовая революция» Научный руководитель группы «Квантовая оптика» Дмитрий Чермошенцев рассказал школьникам, как работают квантовые компьютеры, почему их называют технологией будущего и где кванты используют уже сегодня. Ребята узнали, как фундаментальная наука превращается в реальные технологии, меняющие мир. 🔷 Тур по лабораториям РКЦ Школьники заглянули за кулисы квантовой науки и увидели, как рождаются передовые разработки. В программе было посещение ряда лабораторий Центра. В ходе экскурсии ребята активно задавали вопросы нашим молодым учёным. Было очень приятно видеть искренний интерес в глазах ребят и отвечать на их, порой даже философские, вопросы. Очень надеемся, что эта любовь к науке — на всю жизнь. До новых встреч!

Иногда, когда вас торопят, бывает не лишним вспомнить золотое правило человека, который смог дотянуться до звезд.

Американские физики установили новый рекорд сверхпроводимости при атмосферном давлении В области высокотемпературной сверхпроводимости при атмосферном давлении рекорд не менялся с 1993 года. Ученые создали материал на основе ртути, бария, кальция, меди и кислорода, сохраняющий сверхпроводимость при температурах до -122 °C. Американские ученые из Хьюстонского университета разработали новый сверхпроводник при изучении структуры и свойств предыдущего рекордсмена в данной области — материала Hg1223, открытого в 1993 году. Он представляет собой купрат, сложное соединение ртути, бария, кальция, меди и кислорода, которое превращается в сверхпроводник при охлаждении до температуры в -140 °C. Авторы исследования предполагают, что схожим образом можно обработать и другие высокотемпературные сверхпроводники из класса купратов, что может привести к открытию еще более интересных материалов, сохраняющих свои свойства при высоких температурах и атмосферном давлении.

Метаповерхности открывают путь к масштабированию нейтрально-атомных процессоров Ученые Колумбийского университета впервые применили голографическую метаповерхность вместо традиционных оптических элементов для формирования матрицы оптических пинцетов. В ходе эксперимента им удалось удержать около тысячи атомов стронция, продемонстрировав превосходство новой платформы над существующими системами. Метаповерхности из нитрида кремния и диоксида титана отличаются высокой прочностью, выдерживая интенсивность лазерного излучения свыше 2000 Вт/мм². Дополнительным достижением стало создание метаповерхности диаметром 3,5 мм, содержащей более 100 миллионов наноструктур. Это позволило сформировать массив оптических пинцетов размером 600 на 600 точек, что в общей сложности составляет 360 000 ячеек — показатель, на два порядка превосходящий возможности прежних технологий.

Физики нашли способ измерять большие квантовые системы, не воздействуя на них Квантовые эффекты легко разрушаются из-за шумов окружающей среды. Поэтому физики используют маленькие, тщательно изолированные системы — охлажденные и защищенные от внешних воздействий. Более крупные системы удобнее для практики, но в них труднее сохранять квантовые свойства из-за усиления шумов при масштабировании. Исследователи из Университета Джонса Хопкинса в США разработали подход, значительно упрощающий изучение квантового мира. Созданная ими система работает макроскопическими спиновыми ансамблями, позволяет следить за их эволюцией во времени и напрямую наблюдать флуктуации спинов. Механизм исследования при этом не разрушает квантовые эффекты в системе. Для этого они поместили внутрь приемной катушки ядра фтора-19 в тефлоне и ядра водорода в нейлоне, катушку подключили к детектору. Всю систему охлаждали до сверхнизких температур, ниже одного кельвина. Такая установка смогла считывать информацию о спинах в системе через данные о магнитном резонансе без внешнего возбуждения. Систему можно использовать для реализации неинвазивной спектроскопии магнитного резонанса, что даст исследовать материалы, не изменяя их свойства воздействием самого исследования. Это важно при работе со взрывоопасными и сверхчувствительными веществами.

Классический компьютер превзошел квантовый в решении химической задачи Азотфиксация — процесс, без которого невозможна жизнь: именно он превращает атмосферный азот в аммиак, доступный для живых организмов. В природе это делает фермент нитрогеназа, а его ключевой элемент — Железо-молибденовый кофактор FeMoco. Он состоит из нескольких атомов переходных металлов и имеет сложную электронную структуру, которую десятилетиями пытались точно рассчитать. Из-за большого числа взаимодействующих электронов такая задача считалась одной из главных целей для квантовых вычислений: предполагалось, что классические методы с ней не справятся. Однако исследователи показали, что это не так: они рассмотрели модель системы (76 орбиталей) и разработали классические алгоритмы, которые позволяют оценить энергию основного состояния с химической точностью. Физики учли, что состояние системы представляет собой смесь многих конфигураций электронов, и аккуратно построили приближенные оценки энергии. В результате ученым удалось не только решить «эталонную» задачу, но и предложить более простой подход для анализа реалистичных моделей FeMoco. Это означает, что классические вычисления в квантовой химии пока рано списывать со счетов, даже для задач, которые считались областью будущих квантовых вычислителей. Железо-молибденовый кофактор (FeMoco) — это невероятно сложный биологический катализатор, играющий центральную роль в азотфиксации. Этот процесс позволяет микроорганизмам преобразовывать атмосферный азот в аммиак, доступный для живых организмов. Точное моделирование структуры FeMoco, включающей 130 орбиталей, долгое время считалось одной из «эталонных» задач для будущих квантовых компьютеров. Для ее решения потребуются системы с как минимум 1500 логическими кубитами и миллиардами операций. Однако международная команда ученых неожиданно представила полностью классический метод, который уже сегодня позволяет с высокой химической точностью рассчитывать электронную структуру FeMoco. Несмотря на использование некоторых допущений и аппроксимаций, это исследование подчеркивает, что конкуренция между классическими и квантовыми вычислениями в химии будет продолжаться еще долго.

Хотите увидеть науку будущего своими глазами? Приглашаем вас в Российский квантовый центр! Уважаемые родители и будущие абитуриенты! Завтра в рамках Недели высоких технологий и технопредпринимательства Российский квантовый центр и приглашает учеников 10-11 классов на экскурсию. Это редкая возможность для школьников увидеть индустрию «изнутри», пообщаться с лидерами отрасли и определиться с вектором развития в науке и инженерии. 🟠 Лекция «Вторая квантовая революция: прикоснуться к будущему» Узнайте, как работают квантовые компьютеры, почему их называют технологией будущего и где кванты используют уже сегодня. 🎙 Спикер — Максим Острась, генеральный директор РКЦ. 🟢 Тур по лабораториям РКЦ Загляните за кулисы квантовой науки: вы увидите квантовые вычислители, узнаете, как создаются передовые технологии, и сможете задать вопросы молодым ученым нашего центра. 🟠 Почему это важно? Прямой контакт с работающими учеными и передовым оборудованием — лучший способ мотивировать старшеклассника к изучению физики и ИТ, показав прикладную ценность академических знаний. Покажите этот пост вашему ребенку — возможно, именно завтра начнется его путь в большую науку. ❗️ Количество мест ограничено. Успейте записаться! 📍 Адрес: Российский квантовый центр, территория Инновационного Центра «Сколково», Большой бульвар, д. 30, стр. 1 Регистрация по ссылке.

В Китае разработали нанозатворный транзистор со сверхнизким энергопотреблением В современных чипах вычисления и хранение данных работают при разных напряжениях. Логические транзисторы в процессорах обычно используют около 0,7 В, а ячейки энергонезависимой памяти — например flash память — требуют примерно 5 В для записи. Из-за этого приходится добавлять дополнительные схемы преобразования напряжения, что увеличивает энергопотребление, занимает место на кристалле и замедляет обмен данными. Для систем искусственного интеллекта это особенно критично: до 60–90 % энергии в таких чипах уходит не на вычисления, а на передачу данных между памятью и логикой. Группа исследователей из Пекинского университета разработала новый тип ферроэлектрического транзистора с крайне низким рабочим напряжением. В устройстве используется нанометровый затвор размером около 1 нм, а рабочее напряжение составляет всего 0,6 В. Это один из самых маленьких ферроэлектрических транзисторов, созданных на сегодня. Разработанное устройств позволит передавать данные между вычислительным блоком и памятью напрямую, без дополнительных схем повышения напряжения. Такая технология может снизить энергопотребление и ускорить работу чипов, особенно в системах искусственного интеллекта, устройствах интернета вещей и носимой электронике..

Сегодня мы расскажем историю о том, как великий Поль Дирак попытался применить высшую топологию к рукоделию.

Российские ученые разработали новое устройство управляемой квантовой памяти с сохранением формы входного микроволнового импульса и доступом к нему по требованию В квантовых процессорах важно не только создавать кубиты, но и уметь временно хранить квантовую информацию. Для этого нужна квантовая память — аналог оперативной памяти в обычных компьютерах. Она должна принимать квантовый сигнал, удерживать его без разрушения и по команде возвращать обратно. Особенно сложной задачей считается хранение микроволновых фотонов — они используются в сверхпроводниковых квантовых процессорах. Ученые кластера Квантум Парк МГТУ им. Н.Э. Баумана и ФГУП «ВНИИА им. Н.Л. Духова» создали прототип управляемой квантовой памяти на чипе. Устройство состоит из системы высокодобротных резонаторов, где может храниться микроволновый импульс. При записи разные частоты входного сигнала распределяются по отдельным резонатора. Потом система может удерживать этот сигнал и по команде собрать его обратно, сформировав точную, но задержанную во времени копию исходного импульса. Ключевым элементом архитектуры стал активный переключатель на базе Джозефсоновского перехода. Он работает как ключ: во время записи и считывания соединяет память с внешней линией, а на этапе хранения полностью изолирует систему от внешней среды. В экспериментах устройство показало эффективность около 57% и время хранения около 1,5 микросекунды — это один из лучших результатов для интегральной квантовой памяти такого типа. Разработчики рассчитывают, что подобные устройства можно будет интегрировать со сверхпроводниковыми кубитами для реализации коррекции ошибок, распределенных квантовых вычислений и новых квантовых сенсоров.

Китайские ученые разрешили спор Эйнштейна и Бора Альберт Эйнштейн считал, что за квантовой неопределенностью скрывается более глубокая, предсказуемая реальность. В качестве проверки он предложил модификацию знаменитого опыта Юнга по интерференции с двумя щелями: если бы квантовая частица (фотон), проходя через щель, вызывала отдачу, позволяющую определить ее траекторию, это могло бы опровергнуть неопределенность ее состояния. Однако Нильс Бор возражал, что такое измерение неизбежно разрушило бы интерференционную картину. Идею, предложенную Эйнштейном, неоднократно пытались реализовать. Однако наиболее близкий к ней эксперимент провели китайские ученые под руководством Цзяньвэй Пэна. Они использовали одиночный атом рубидия, помещенный в контролируемую оптическую ловушку, в качестве подвижной «щели». Полученные результаты подтвердили правоту Бора: попытка определить траекторию фотона полностью разрушает интерференционную картину. Это наблюдение согласуется с принципом комплементарности Бора и копенгагенской интерпретацией квантовой механики.

Пришло время для дайджеста новостей! 🔘 Физики их США разработали подход измерения больших квантовых систем, не воздействуя на них. Подход можно использовать для реализации неинвазивной спектроскопии магнитного резонанса, что даст исследовать материалы, не изменяя их свойства воздействием самого исследования. 🔘 Установлен новый рекорд сверхпроводимости при атмосферном давлении. Американские физики создали новый высокотемпературный сверхпроводник, который сохраняет способность проводить ток без потерь при атмосферном давлении и температуре в минус 122 градуса Цельсия. Это на 18 градусов Цельсия больше предыдущего рекорда в этой области. 🔘 Росатом разработал технологию производства ценного изотопа азот-15 для ядерного топлива. Такое топливо предполагается использовать в реакторах на быстрых нейтронах. Оно поможет снизить наработку радиоактивных изотопов в активной зоне реактора, а также повысить эффективность эксплуатации топлива.

Российские физики разработали и построили экспериментальную установку, которая позволяет отслеживать физические процессы во вращающихся жидкостях Многие процессы в атмосферах планет, океанах и даже внутри звезд связаны с движением вращающихся жидкостей. В таких системах плотность вещества меняется с глубиной, а вращение сильно влияет на течения и образование крупных структур. Поэтому подобные процессы часто изучают не только теоретически, но и в лабораторных экспериментах. Исследователи из Институт гидродинамики имени М. А. Лаврентьева СО РАН создали экспериментальную установку, которая позволяет моделировать такие явления. Она представляет собой вращающуюся платформу с сосудом для жидкости: вся система раскручивается вокруг оси, а внутри можно наблюдать, как возникают и эволюционируют течения в стратифицированной жидкости — то есть в среде, где плотность меняется по глубине. Скорость вращения достигает примерно 30 оборотов в минуту, что позволяет воспроизводить разные режимы движения. Подобные эксперименты помогают изучать процессы, происходящие в атмосфере и океане Земли, а также в недрах планет. Например, с их помощью можно исследовать образование так называемых линз промежуточной плотности — вихревых структур, которые переносят тепло и питательные вещества в океане. Такие модели позволяют лучше понимать как климатические процессы на Земле, так и эволюцию планетных систем.

⚡️ Один из самых любопытных вопросов — когда люди смогут телепортироваться? Гости программы «Мы и наука. Наука и мы» ответили на этот вопрос в выпуске «Будет ли квантовая телепортация доступна через 10 лет?». Эксперты традиционно разделились на два лагеря: 🟠 Скептики 🔘 Максим Острась, генеральный директор Российского квантового центра (РКЦ); 🔘 Сергей Вятчанин, доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой физики колебаний физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова. 🟢 Оптимисты 🔘 Дмитрий Чермошенцев, создатель квантового вычислителя, популяризатор науки; руководитель научной группы РКЦ, руководитель научной группы «Росатом квантовые технологии»; 🔘 Филипп Жучков, технологический предприниматель; основатель ScanFace, эксперт передовой инженерной школы «Цифровой инжиниринг» СПбПУ Петра Великого. Отправиться в будущее по ссылке.

Хотим поделиться с вами остроумной цитатой сэра Фреда Хойла — известного британского астронома и космолога.