Японское космическое агентство подтвердило мягкую посадку лунного модуля SLIM. С ним была установлена связь и канал по передаче телеметрии. В то же время нет сообщений о начале зарядки аккумуляторов модуля от солнечных батарей, хотя в месте посадки лунный день и Солнце заливает его окрестности. Команда JAXA отключила от питания всё лишнее, в том числе системы обогрева электроники, и пытается всесторонне оценить ситуацию.

Художественное представление спуска лунного модуля SLIM. Источник изображений: JAXA

«Если бы спуск с помощью двигателя не был успешным, то произошло бы столкновение с поверхностью на очень большой скорости, и функции космического аппарата были бы полностью утрачены», — сказал во время пресс-конференции журналистам вице-президент JAXA Хитоси Кунинака.

Передача и приём телеметрии означают, что бортовые системы работают как положено, значит, посадка была мягкой. Отсутствие работы солнечных батарей, в свою очередь, намекает на возможное опрокидывание модуля. У него была своеобразная схема посадки, и она могла сыграть роковую роль в судьбе миссии.

Также телеметрия подтвердила, что сброс минизондов произошёл в штатном режиме до касания модулем поверхности Луны. Эти два зонда должны были получить изображения момента приземления. Сейчас команда пытается извлечь эти фотографии и фотографии с камер посадочного модуля, чтобы получить больше информации о совершённой посадке. Минизонды, очевидно, могут контактировать только с посадочным модулем. Прямой связи с центром управления на Земле они не имеют.

Место посадки на склоне кратера в центре изображения

Также в JAXA прокомментировали точность спуска. Целью ставилось опуститься на Луну с отклонением не больше 100 м. Судя по предварительной оценке траектории спуска, эта цель была достигнута. Но для гарантированного подтверждения успеха агентство берёт паузу примерно на месяц, чтобы всесторонне оценить ситуацию.

Два минизонда, сброшенных с модуля перед прилунением (рендер)

Лунный день продлится в зоне прилунения до конца января. Есть надежда, что солнечные лучи всё же упадут на фотопанели модуля и они зарядят его аккумуляторы. Без этой энергии система отопления модуля не будет работать лунной ночью длительностью 14 земных суток и это приведёт к порче электроники и утрате модуля.

Японское космическое агентство JAXA сообщило, что её посадочный модуль SLIM совершил мягкую посадку на Луну. Связь с ним установлена. Более точные данные будут опубликованы позже, поскольку солнечные батареи не приступили к сбору энергии для питания бортовых систем и заряда аккумуляторов. В момент посадки, как следовало из показаний телеметрии, в аккумуляторах модуля оставалось чуть больше 70 % заряда.

Возможно это настоящий снимок посадочного модуля SLIM на Луне, но это не точно. Источник изображения: JAXA

Японский спускаемый аппарат SLIM коснулся лунной поверхности точно по графику полёта в 18:20 по московскому времени. Ранее он снизил высоту пролета над Луной до 15 км и на последних минутах движения к зоне посадки совершил что-то в виде фигуры высшего пилотажа «бочка» с набором высоты до 25 км. Затем начался спуск, продлившийся 20 минут.

Пока солнечные батареи посадочного модуля не обеспечивают стабильного питания, агентство не будет инициировать запуск иных задач, кроме сбора данных о состоянии модуля. Более подробно о спуске и выполнении главной задачи — приземлиться с отклонением не более 100 м — будет рассказано позже.

Программа миссии включала сброс двух малых роботизированных зондов — прыгающего и в виде мяча, разделяющегося на две половинки-колеса — до момента касания поверхности Луны. Зонды оснащены камерами и должны были запечатлеть момент прилунения. Пока в этом вопросе ясности нет.

Предварительно можно сделать вывод, что Япония, похоже, стала пятой страной в истории земной космонавтики, кто смог посадить спускаемый аппарат на поверхность Луны. В прошлом веке это сделали СССР и США, а в нынешнем — Китай, Индия и теперь Япония. Посадочный модуль SLIM высотой 2,4 м и массой 200 кг проведёт на Луне ряд исследований, включая осмотр камерой с датчиком в ближнем инфракрасном диапазоне поверхности спутника для оценки его минерального состава.

Посадочный модуль должен был спуститься в районе со сложным рельефом — в идеале на склоне кратера, чтобы доказать возможность прицельной посадки. Все предыдущие спуски на Луну происходили с отклонениями до 10 км, тогда как SLIM должен был продемонстрировать «снайперский выстрел» — посадку с отклонением не более 100 м. Эта технология стала бы вкладом Японии в программу освоения Луны «Артемида» под эгидой США.

Физики в России впервые использовали отечественный 12-кубитный квантовый компьютер на базе сверхпроводников для проведения расчётов, связанных с нейросетями и машинным обучением, сообщает ТАСС. Платформа показала высокую скорость работы и способность к обучению, что в перспективе найдёт широкое применение.

Одна из ранних версий российского процессора на сверхпроводящих кубитах. Источник изображений: НИТУ МИСИС

«Учёные запустили первый в России 12-кубитный квантовый процессор для квантового машинного обучения на основе сверхпроводников. Сейчас на нём тестируются алгоритмы обучения для квантовой нейросети, которая может определять сорт вина по его химическому составу и диагностировать рак молочной железы», — сказано в пресс-релизе МФТИ.

Разработанный и созданный в МФТИ процессор, очевидно, на трансмониевых сверхпроводящих кубитах, подобно квантовым процессорам IBM и Google, может похвастаться характеристиками мирового уровня — средним временем жизни кубита порядка 14 мкс и средним временем одной квантовой операции на уровне 50 нс. Учёные из МФТИ быстро наращивают число работающих кубитов в своей платформе, за два–три года пройдя путь от двухкубитовых к 12-кубитовым схемам, и планируют в ближайшее время собрать 16-кубитовый вычислитель с прицелом на дальнейший рост.

Важной особенностью новой системы также стал переход на двухмерную компоновку кубитов, тогда как раньше они располагались в одной плоскости, что необходимо для дальнейшего масштабирования платформы.

«Это большой шаг вперед для нашей лаборатории и для всего научного сообщества, занимающегося квантовыми исследованиями в России. Работа демонстрирует не только нашу способность показывать новые результаты на мировом уровне, но обещает и значительный прогресс в практическом применении квантовых технологий, так как мы всегда стремимся тестировать наши устройства на реальных задачах», — добавил профессор МФТИ Олег Астафьев.

Разработка в России квантовых компьютеров на сверхпроводящих кубитах — это только часть обширной программы исследований новых квантовых технологий. Согласно утверждённому плану развития квантовых платформ в стране, предложенному госкорпорацией «Росатом» и принятому к реализации с 2019 года, российские учёные работают также с кубитами на ионах, холодных нейтральных атомах и фотонах в добавок к хорошо изученным за прошедшие годы сверхпроводящим кубитам.

Сегодня 19 января в 18:00 по московскому времени (20 января в 00:00 по токийскому), Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) отдаст команду на спуск на Луну небольшого зонда SLIM. Основной задачей посадочного модуля станет отработка «снайперской» посадки в центр круга радиусом 100 м на склоне кратера. В будущем эта технология пригодится для посадок в районе южного полюса Луны, который буквально изрыт кратерами.

Источник изображений: JAXA

Япония не может похвастаться космическими бюджетами на уровне США, Китая и других стран. Но японцы намерены брать не масштабом, а технологиями. Космические специалисты JAXA уже заслужили бесконечное уважение за возвращение образцов грунта с астероидов. Японские аппараты дважды спускались на астероиды и оба раза вернули на Землю образцы.

Будущая лунная база будет создаваться, судя по всему, в районе южного полюса спутника. Это планируется с прицелом на возможные залежи водяного льда в кратерах в условиях вечной темноты. Посадка на полюсе — задача сама по себе сложная, которая становится во много крат сложнее в связи с изрезанным рельефом. Отработка технологии точной посадки поможет избежать проблем и ускорит разведку Луны.

Космический аппарат с посадочным модулем был выведен на лунную орбиту 25 декабря 2023 года. На Луну он должен опуститься через 20 минут после отдачи команды на посадку (в 18:20 мск).

«Ни одна другая страна не достигла такого. Доказательство наличия у Японии этой технологии дало бы нам огромное преимущество в предстоящих международных миссиях, таких как Artemis», — сказал Шиничиро Сакаи, руководитель проекта SLIM в JAXA, говоря о технологии прицельного спуска.

После спуска модуля SLIM на поверхность будут развёрнуты два мини-зонда: прыгающий аппарат размером с микроволновую печь и луноход в форме мяча, которые проведут собственную разведку окрестностей в месте спуска. На оценку точности посадки может уйти до одного месяца, предупреждают в JAXA. Поэтому сегодня не стоит рассчитывать на сенсационные заявления, хотя сам факт удачного спуска на Луну для Японии — это историческое событие.

Компрессорное охлаждение с использованием хладагентов верой и правдой служит людям около 170 лет. У него есть свои плюсы и минусы. Также очевидно, что мир нуждается в новых технологиях охлаждения, что важно в условиях климатических изменений и с позиций развития промышленности и технологий. Современные холодильные установки, как минимум, имеют все шансы стать гибридными, сочетая классический подход и ряд новых.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Одним из новых направлений в охлаждении наряду с термоэлектрическими преобразователями является охлаждение с помощью магнитных материалов. Учёные открыли несколько новых типов магнитных материалов, подходящих для магнитного охлаждения, однако их количество остаётся ограниченным. Тем более ценным можно считать открытие учёными из Института физики имени Х. И. Амирханова Дагестанского федерального исследовательского центра РАН (Махачкала) сплава на основе никеля, марганца, олова и небольшого количества меди, который доказал способность изменять свою температуру под действием магнитного поля.

Разрабатываемый сплав при разовом включении/выключении магнитного поля практически необратимо охлаждался на 13 °С, о чём авторы исследования рассказали в статье в журнале Applied Physics Letters. В ходе испытаний учёные использовали диапазон температур от -25 °C до +50 °C, в котором исследуемый сплав демонстрировал наибольшее изменение магнитных свойств. Оказалось, что намагниченность сплава резко изменялась в диапазоне температур от -20 °C до 10 °C, что свидетельствовало о значительных изменениях температуры сплава при воздействии магнитного поля.

Максимальное снижение температуры образцов под воздействием исключительно магнитного поля составило 13,15 °C. Такой эффект наблюдался при помещении в импульсное магнитное поле образца, охлаждённого до температуры 1,85 °С. Образец был изолирован от окружающей среды и не мог обмениваться с ней теплом. Когда магнитное поле отключали, сплав сохранял низкую температуру (около -11 °С).

«Предложенный метод позволяет охлаждать объекты на 13 °C всего за 0,1 секунды. Для сравнения, чтобы охладить холодильник, работающий на основе газовых хладагентов, на 1,8 °C, в среднем требуется одна минута. Поэтому магнитное охлаждение показывает более эффективные результаты. Полученные данные будут полезны при разработке гибридных систем охлаждения, например бытовых холодильников», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Адлер Гамзатов, ведущий научный сотрудник Института физики имени Х. И. Амирханова Дагестанского федерального исследовательского центра РАН.

Диаграмма, демонстрирующая гибридный цикл магнитного охлаждения сплава. Источник изображения:: Адлер Гамзатов

Но магнитное охлаждение способно на большее. С его помощью можно охлаждать материалы до температур близких к абсолютному нулю. Это лишь вопрос эффективности и энергетических затрат. Но зато никакого фреона и прочих газов, от которых страдает экология планеты и, в конце концов, люди.

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.

Согласованные квантовые состояния боятся любых помех, что усложняет реализацию квантовых компьютеров. Для снижения шумов их охлаждают до запредельно низких температур, но в идеале квантовые системы должны работать при комнатной температуре, без чего невозможно их массовое применение. Возможно, в этом поможет новая работа японских учёных, которые смогли добиться квантовой когерентности в обычных условиях без криогенного охлаждения.

Источник изображения: Science Advances

Физики изучили квантовые свойства таких молекул, как хромофоры. Они могут поглощать электромагнитное излучение определённых длин волн и излучать также в определённом диапазоне. Ранее на базе хромофоров были созданы фотоэлементы для перспективных солнечных панелей, однако в контексте нужд квантовых вычислений или квантовых датчиков они не изучались.

Японские физики поместили молекулы хромофоров в так называемые металл-органические каркасы (MOF). Это микропористый материал, который способен абсорбировать и фактически изолировать друг от друга предельно малые порции вещества. Пары электронов в молекулах хромофоров оказывались в суперпозиции по отношению друг к другу.

Микроволновое зондирование показало, что спины электронов остаются в когерентном состоянии около 100 нс. Дальнейшая настройка систем обещает ещё больше увеличить время квантовой когерентности в представленной платформе, что можно считать прорывом, поскольку всё это получено при обычной комнатной температуре, что очень дёшево и намного доступнее, чем современные квантовые криогенные платформы.

Сверхохлаждённые кубиты могут оставаться в согласованном (когерентном) состоянии квантовой неопределённости вплоть до нескольких миллисекунд. В этом они выгодно отличаются от предложенной японцами схемы. Однако цена вопроса и стоимость эксплуатации криогенных систем также кратно снижает практическую ценность квантовых расчётов и симуляций.

Остаётся надеяться, что японские физики смогут довести свою разработку до уровня квантовых вычислителей или квантовых датчиков. Пока же это только демонстрация возможностей, с которой ещё работать и работать, о чём они сообщили в статье в журнале Science Advances.

Примерно год назад группа китайских учёных опубликовала статью, в которой сообщила о скорой смерти широко используемого метода RSA-шифрования с открытым ключом. На небольшом квантовом компьютере они показали, что взломать RSA можно с использованием меньшего числа кубитов, чем длина ключа. В этом таилась колоссальная угроза безопасности критически важным данным, что нужно было изучить. Всё оказалось не так просто.

Источник изображения: НИТУ МИСИС

Анализом работы китайских коллег занялась группа учёных Университета МИСИС, РКЦ и «Сбера». Считается, что большинство используемых в настоящее время криптосистем с открытым ключом защищены от атак через обычные компьютеры, но могут быть уязвимы для квантовых платформ. Поскольку компания IBM уже представила 433-кубитовый квантовый процессор Osprey, то ключ RSA-2048 теоретически может быть взломан в любой момент. В работе китайских специалистов доказывалось, что для этого хватит 372 кубитов, а не 20 млн, как считалось ранее.

Китайские исследователи использовали 10-кубитную платформу для разложения на простые множители (факторизацию) 48-битового ключа.

«Основываясь на классическом методе факторизации Шнорра, авторы используют квантовое ускорение для решения задачи поиска короткого вектора в решётке (SVP, shortest vector problem) небольшой размерности — что позволило им сделать сенсационное заявление о том, что для факторизации, т.е. разложения большого числа на множители, требуется меньше кубитов, чем его длина, а также квантовые схемы меньшей глубины, чем считалось ранее», — поясняют в пресс-релизе представители НИТУ МИСИС.

Российские исследователи пришли к выводу, что алгоритм коллег нерабочий из-за «подводных камней» в классической части и сложности реализации квантовой.

«Метод Шнорра не имеет точной оценки сложности. Основная трудность заключается не в решении одной кратчайшей векторной задачи, а в правильном подборе и решении множества таких задач. Из этого следует, что этот способ, вероятно, не подходит для чисел RSA таких размеров, которые используются в современной криптографии», — сказал Алексей Федоров, директор Института физики и квантовой инженерии НИТУ МИСИС, руководитель научной группы «Квантовые информационные технологии» РКЦ.

Предложенный китайскими учёными метод даёт только приближённое решение задачи, которое можно легко получить для небольших чисел и маленьких решёток, но практически невозможно для реальных длинных ключей, что российские учёные подробно объяснили в статье в журнале IEEE Access (ссылка на arxiv.org).

В то же время российские учёные рекомендуют не расслабляться, а готовиться к постквантовой криптографии. Появляются новые платформы и новые алгоритмы, и в один не очень прекрасный день окажется, что надёжные ещё вчера RSA-ключи вдруг перестали защищать ваши данные.

Япония и весь мир проиграли Китаю на рынке кремниевых солнечных панелей. По данным Международного энергетического агентства, китайские компании контролируют более 80 % в мировой цепочке поставок кремниевых солнечных панелей и ещё больше в сфере выпуска поликристаллического кремния для таких панелей. Переломить ситуацию можно только с помощью новых решений, которыми должны стать тонкоплёночные перовскитные солнечные панели.

Источник изображения: George Nishiyama/The Wall Street Journal

«Мы выиграли в технологии, но проиграли в бизнесе», — заявил Хироо Иноуэ (Hiroo Inoue), генеральный директор Японского агентства природных ресурсов и энергетики, добавив, что японские фирмы постигла аналогичная участь в производстве жидкокристаллических дисплеев и полупроводников. Но в Японии продолжают считать, что инженерный и научный персонал в стране всё ещё качественно опережает китайский.

Массовое производство тонкоплёночных перовскитных солнечных панелей может стать тем рычагом, который опрокинет доминирование Китая на рынке солнечных элементов. По крайней мере, власти Японии не жалеют средств, чтобы подтолкнуть отечественные компании к массовому производству перовскитных элементов. На эти цели, например, с недавних пор выделено свыше $400 млн и этим власти не ограничатся. В США также выделяются бюджетные средства на разработку перовскитных фотоэлементов.

Перовскитные фотоэлементы начали своё восхождение менее десяти лет назад. К сегодняшнему дню массовые кремниевые солнечные элементы имеют КПД не выше 22 %. Опытные перовскитные элементы, которые готовят к массовому производству, готовы стартовать с КПД от 25 %. К этому следует добавить намного менее энергоёмкое производство панелей с перовскитом, которое не требует обжига, как кремниевые пластины. Также перовскит может наноситься из жидкой фазы на плёнки, что позволит покрыть фотопанелями едва ли не любую поверхность. На ощупь они как фотоплёнка, только намного шире, говорят разработчики. Толщина перовскитного слоя составляет всего 1 мкм. Кремний раз в 20 толще и тяжелее. Это прошлый век, считают в Японии.

Одними из первых массовый выпуск фотопанелей из перовскита в Японии намерена начать компания Sekisui Chemical. Она будет выпускать перовскитные панели рулонами шириной 30 см. Строительство фабрики уже началось. Начало производства ожидается в 2025 году. Такие панели можно будет использовать также в помещении, собирая энергию от света везде, где только можно. Обычным солнечным панелям из кремния такое даже не снилось. Для гибких панелей есть столько места, что эта ниша будет ещё не скоро заполнена.

Важным моментом производства перовскитных панелей станет независимость от поставок сырья из Китая. Для Японии и других передовых стран это одно из самых больных мест. «Посмотрите, что Китай делает с полупроводниками. Это издевательство, — говорит учёный Цутомо Миясака, один из ведущих специалистов страны по перовскитам, имея в виду ограничения Пекина на экспорт редкоземельных элементов галлия и германия, используемых в чипах. — Компоненты из перовскитовых элементов могут быть изготовлены внутри страны».

В частности, для выпуска перовскитных фотоячеек требуется много йода. Япония является одним из крупнейших в мире поставщиком этого элемента. Треть йода на мировом рынке японского производства. Больше йода поставляет только Чили. Япония может не бояться зависимости от Китая в случае массового выпуска перовскитных ячеек.

Почти всё хорошо. Но значительным минусом перовскитных фотоэлементов остаётся их высокая чувствительность к влаге из окружающего воздуха. Это быстро приводит в негодность потенциально хорошие панели. Их нужно защищать от этого и японские учёные создали перспективный герметик, который не даёт панелям превратиться в слизь. Панели Sekisui Chemical смогут работать целых 10 лет и оставаться эффективными всё это время. Хвалёное долголетие кремниевых солнечных панелей, кстати, оказалось далеко от заявленных 25 лет. Они тоже начинают быстро деградировать после 10 лет эксплуатации.

Премьер-министр Японии Фумио Кисида пообещал сделать технологию производства перовскитных фотопанелей коммерчески жизнеспособной в течение двух лет. Япония импортирует около 90 % энергии и энергоносителей с тех пор, как закрыла большинство своих атомных станций после катастрофы на АЭС «Фукусима» в 2011 году. Цель Кисиды амбициозна, но японские инженеры и чиновники настроены оптимистично, ссылаясь на последние технологические достижения.

«Чем сложнее это [технология производства] будет, тем труднее китайцам будет скопировать её», — сказал Миясака, профессор Университета Тоин в Йокогаме и бывший сотрудник лаборатории компании Fujifilm в области солнечных технологий.

Директор ИЯФ, академик РАН Павел Логачев, сообщил, что специалисты Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (Новосибирск) планируют за три года восстановить технологический накопительный комплекс (ТНК) в Зеленограде. ТНК был построен к 1991 году, но в связи с распадом СССР не был запущен в работу. Фактически, это ускоритель частиц, энергию которых можно использовать для полупроводниковой литографии.

ИИ-генерация по запросу «российский синхротрон». Источник изображения: Кандинский 3.0/3DNews

«Технологический накопительный комплекс будет востребован для разработки отечественной технологической цепочки производства микроэлектроники. Это будет основной инструмент, который позволит создавать, испытывать и отлаживать технологию так называемых литографов, которые делает, фактически, одна компания в мире. Нашим заказчиком является Курчатовский институт, и мы очень тесно работаем с их командой над этой большой и важной для страны задачей», — сказал Логачев.

Академик имеет в виду литографические сканеры, производимые нидерландской компанией ASML. Установки ASML достаточно компактные, чтобы их можно было перевозить в любой уголок мира на завод для выпуска чипов. Чтобы создать отечественный литограф, нужен инструмент для разработки его элементов, их проверки и испытаний. Таким инструментом и может стать синхротрон. ТНК — это и есть синхротронная установка, которую строили в Зеленограде для последующего использования в производстве чипов.

Очевидно, что восстановить комплекс будет быстрее и проще, чем создать заново. Физики обещают восстановить работу установки за три года, и обойдётся это в 500 млн руб., вместо 10 млрд, если бы всё пришлось строить с нуля. Параллельно будут разрабатываться литографы, их разработчики смогут получать излучение от синхротрона. Ускоритель будет оставаться самостоятельным промышленным объектом, а такой проект плохо поддаётся как масштабированию, так и тиражированию. Но так как данная система будет ориентирована в лучшем случае на мелкосерийное производство критически важных компонентов литографов, вопрос рентабельности привязанного к ускорителю производства стоит на втором месте.

Кстати, с учётом синхротронного излучения в России начали разрабатывать безмасочные технологии полупроводниковой литографии. Маски — это отдельная и больная тема. Для мелкосерийного производства безмасочная технология станет настоящим спасением. Технология вполне может быть готова к запуску литографов через пять лет. Сегодня корпус с ТНК принадлежит Курчатовскому институту. Расположен корпус рядом с заводом «Микрон» в Зеленограде.

Вторым по стоимости прибором после литографа в технологиях микроэлектроники является имплантер. Это два самых высокотехнологичных устройства во всех технологических цепочках изготовления микросхем. Работы на этом направлении ведутся совместно с НИИ точного машиностроения (Зеленоград). В частности, новосибирские физики разрабатывают ускорительную часть для имплантора. С его помощью пластины будут насыщаться ионами и приобретать необходимые свойства, требуемые для работы микросхем.

«Здесь тоже за три года мы сделаем опытный образец машины на средние энергии и на высокие энергии, и, таким образом, совместно с НИИ точного машиностроения постараемся эту позицию закрыть в [отечественной] технологической цепочке», — добавил академик.

Дополнено:

Стоит добавить, что летом 2019 года президент России подписал указ №356 о мерах по развитию синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры, в котором помимо прочего были обозначены сроки создания новых научных установок в этой сфере, пишет «Зеленоград.ру». Правительству России было поручено к 2022 году обеспечить проектирование синхротронного центра на острове Русский (Владивосток) и здания для переноса в него конструктивных блоков и агрегатов источника синхротронного излучения «Зеленоград». По состоянию на 2022 год были озвучены планы по строительству необходимой инфраструктуры для установки синхротрона. Проект планируется завершить к 2026 году. На данный момент неизвестно, начался ли перенос частей зеленоградского синхротрона на другой конец России и на какой стадии находится проект.

Доминирующие сейчас на рынке литийионные аккумуляторы используют жидкий электролит, который опасен перегревом и возгоранием при механическом повреждении батареи. Твердотельный электролит подобных недостатков лишён, но его ресурс до сих пор был ограничен. Японские разработчики нашли способ увеличить долговечность батарей с твердотельным электролитом в десять раз.

Источник изображения: Koike

По крайней мере, компания Koike в сотрудничестве с исследовательским подразделением института AIST, как сообщает Nikkei Asian Review, создала монокристаллический материал, который может быть использован в качестве электролита в твердотельных аккумуляторах. В отличие от поликристаллических аналогов, такой материал снижает электрическое сопротивление на 90 %, тем самым облегчая прохождение тока в электролите и обеспечивая увеличение ресурса всего аккумулятора.

Пока Koike по силам создавать монокристаллические пластины диаметром не более 25 мм, что ограничивает сферу применения нового материала твердотельными аккумуляторами небольшого размера и ёмкости. Тем не менее, даже их можно применять в разного рода носимой электронике, которая в силу требований к герметичности корпуса не подразумевает замены аккумуляторов вообще или допускает такую операцию лишь изредка. В частности, если такими аккумуляторами оснащать кардиостимуляторы, то срок их службы можно увеличить с нынешних 5–10 до 50 лет. Массовое производство компактных аккумуляторов с твердотельным электролитом нового типа планируется наладить в 2027–2028 годах через формирование технологических альянсов с прочими производителями.

Дальнейший вектор исследований будет направлен на совершенствование материалов катодов аккумуляторов и увеличение размеров ячеек. Теоретически, подобные разработки можно будет применить и в производстве тяговых батарей для электромобилей. Твердотельные аккумуляторы не боятся высоких температур и механических воздействий, что значительно повышает их безопасность. Впрочем, технически жидкость при создании электродов из нового материала всё же применяется, поскольку она наносится на их поверхность для предотвращения деградации свойств. По большому счёту, аккумуляторы с таким электролитом следует называть «полутвердотельными».

Твердотельные аккумуляторы разрабатывают многие автопроизводители или связанные с ними стартапы, японская корпорация Toyota Motor не является исключением, но она делает ставку на использование сульфидов в качестве электролита, которые не так безопасны в эксплуатации, как монокристаллический материал, предложенный Koike и партнёрами. По оценкам экспертов Emergen Research, ёмкость мирового рынка аккумуляторов с твердотельным электролитом в период с 2021 по 2030 годы увеличится с $600 млн до $10,1 млрд.

Согласно распоряжению правительства РФ, с 2024 года применение в электронике материнских плат российского производства станет обязательным для продукции, которая хочет называться отечественной. Многие считают этот план нереальным, но двигаться к замещению импорта важно и необходимо. Компания ICL поможет в достижении цели, для чего запускает в Татарстане новый завод по выпуску материнских плат и сборке вычислительной техники.

Источник изображения: Максим Богодвид / РИА Новости

О запуске завода ICL по сборке вычислительной техники и поверхностного монтажа материнских плат на территории особой экономической зоны (ОЭЗ) «Иннополис» сообщил министр цифрового развития Республики Татарстан Айрат Хайруллин. «В условиях острой необходимости наращивания производственных мощностей, обеспечивающих технологический суверенитет и импортозамещение страны, создание таких производств является стратегической задачей», — в свою очередь заявил вице-премьер республики Роман Шайхутдинов.

Как сообщалось ранее, и об этом тоже сказал Хайруллин, на первом этапе завод сможет выпускать до 300 тыс. плат в год. В планах расширить производство до 1 млн плат в год. Какие именно платы и для каких целей первыми начало выпускать предприятие, не сообщается, однако мощности производства позволят выпускать свыше 200 видов вычислительной техники российского производства. По крайней мере, об этом сказано на сайте компании. Ранее, кстати, ICL по контракту производила продукцию для компании Dell.

Строительство завода стартовало в конце 2021 года. Стоимость проекта предполагалась в районе 3,7 млрд руб. Позже стало известно, что финансирование на сумму 2 млрд руб. обеспечила управляющая компания ОЭЗ «Иннополис». Впрочем, согласно постановлению правительства РФ № 1119, эти деньги должны были быть возвращены компании в рамках возмещение средств, которые тратятся на инфраструктуру.

Согласно некоторым оценкам, с января 2024 года отечественное производство материнских плат сможет поставить на рынок гражданской продукции примерно 10 % от потребностей этого сегмента. Запуск нового завода ICL вряд ли сильно увеличит эту долю. Кроме компании ICL локализованное производство материнских плат запустили компании «Резонит», «Технотех» и «Электроконнект». Также ожидается запуск производств компании Yadro и «Бештау электроникс». Менее чёткие планы на эту тему у компании GS Group.

Учёные Токийского университета создали более прочный самовосстанавливающийся пластик, чем существующие. Также новый пластик способен растворяться в морской воде, превращаясь в питание для планктона. Разработка способна охватить множество областей применения от строительства до машиностроения и даже лёгкой промышленности. А одежда на основе нового пластика способна изменять форму под утюгом или парогенератором, открывая простор для фантазии.

Источник изображения: Pixabay

За основу новой разновидности пластика учёные взяли эпоксидную смолу витример. Витримеры — это относительно новый класс пластмасс, твёрдых и прочных при низких температурах, но также способных многократно менять форму при высоких температурах (как термопласты, используемые для изготовления пластиковых бутылок). Однако, как правило, они хрупкие и не могут растягиваться без повреждения. Добавив к витримерам молекулу политаксана, специалисты смогли создать заметно лучший вариант пластика, который они назвали VPR (vitrimer incorporated with polyrotaxane).

«VPR более чем в пять раз устойчивее к разрушению, чем обычный витример на основе эпоксидной смолы, — пояснил руководитель проекта Шота Андо (Shota Ando). — Он также восстанавливается в 15 раз быстрее, в два раза быстрее восстанавливает свою первоначальную форму и может быть химически переработан в 10 раз быстрее, чем обычный витример. Он даже безопасно разлагается в морской среде, что является новым для этого материала».

Как показал эксперимент, в морской воде за 30 дней новый полимер разлагается на 25 %, превращаясь в корм для планктона. Пластик в океане — это серьёзнейшая проблема и новый материал может её смягчить.

Самовосстановление пластика VPR также имеет хорошие перспективы, например, в дорожном и инфраструктурном строительстве. Тепловая пушка с нагревом до 150 °C помогает пластику заращивать трещины и царапины. Полимеры стали добавлять в дорожное полотно для улучшения множества его свойств от сцепления до прочности, а VPR сможет помочь с решением ещё одной — быстрого и качественного ремонта.

Создавшие новый пластик учёные начали переговоры с производителями, которых может заинтересовать новое изобретение. «Я всегда считал, что существующие пластмассы очень трудно восстанавливать и утилизировать, поскольку их свойства отличаются в зависимости от их использования, — признаётся Андо. — Было бы идеально, если бы мы могли решить многие мировые проблемы с помощью одного такого материала».

Крупнейший в мире термоядерный реактор получил первую плазму. Это установка JT-60SA, которая создавалась для помощи в отработке термоядерных технологий международному проекту ITER. Высота рабочей камеры JT-60SA всего вполовину меньше высоты камеры реактора ITER, что делает эксперименты на японском реакторе достаточно ценными для приближения успеха международного проекта.

Источник изображения: Japan’s National Institutes for Quantum Science and Technology

Термоядерный реактор JT-60SA был заново построен на месте старого реактора JT-60. Он стал больше, а магниты были заменены на сверхпроводящие. Это позволит ему удерживать плазму в самом большом на сегодня в мире объёме рабочей зоны в 135 м³. В реакторе ИТЭР, отметим, объём рабочей камеры составит 840 м³.

Обслуживающие реактор JT-60SA специалисты пока не сообщили о параметрах полученной в реакторе плазмы. В идеальном случае её температура (очевидно, речь об электронной плазме) должна дойти до 200 млн °C. В таком случае для запуска термоядерной реакции температура ионной плазмы должна достичь 100 млн °C. В таком состоянии реактор JT-60SA должен будет поддерживать работу в течение 100 секунд.

Получение первой плазмы на реакторе JT-60SA как на уменьшенной копии реактора ITER свидетельствует о правильном выборе конструкции и стратегии международного проекта. Реактор JT-60SA уже помог специалистам ITER, хотя далось это немалой кровью. В 2021 году во время пробного запуска JT-60SA в катушке одного из сверхпроводящих магнитов возникло короткое замыкание, что почти на три года отсрочило начало работы установки. Длительный и дорогой ремонт JT-60SA заставил инженеров ITER с повышенным вниманием отнестись к магнитам своего реактора помимо решения текущих проблем.

Эксперименты на JT-60SA позволят лучше подготовиться к запуску реактора во Франции. На последующих этапах пути этих реакторов разойдутся. Японский реактор может работать только на дейтериевом топливе, тогда как реактор ИТЭР со временем сможет перейти на более эффективное дейтерий-тритиевое топливо. Тем не менее, эксперименты на JT-60SA позволят японцам разработать собственную термоядерную электростанцию — проект DEMO, которую они намерены построить к 2050 году. А пока тон в отрасли задают китайцы, опытные термоядерные реакторы которых разогревают плазму до температур свыше 100 млн °C на сотни секунд.

Модернизация оборудования и подбор режимов производства оптоволокна специалистами холдинга «Швабе» Госкорпорации «Ростех» позволили получить образцы продукции повышенного качества с таким набором характеристик, который позволит использовать оптоволокно в системах квантовой связи и не только. Эта сфера оставалась отчасти зависимой от импорта и вскоре она может получить полную или близкую к ней локализацию в России.

Источник изображения: «Ростех»

Непосредственно исследованием технологического процесса и вопросами его подстройки занимались специалисты Государственного оптического института им. С.И. Вавилова (НПО ГОИ). В частности, была усовершенствована вытяжная башня производственной линии и её составляющие, а также были определены оптимальные режимы вытягивания закрученных микроструктурированных оптических волокон. Как итог, на производственных линиях были установлены наиболее оптимальные режимы, включая температуру в печи, скорость вытяжки, вращения, давления и другие.

«Разрабатываемые оптические волокна являются достаточно сложной, с точки зрения практической реализации, структурой. Модернизация производства уже доказала свою эффективность — нам удалось изготовить серию опытных образцов с высокоинтенсивной продольной закруткой 790 оборотов на метр. При этом новая технология позволит создавать волокно с экстремально наведенной закруткой до 1000 оборотов на метр, что значительно улучшит качество передачи сигнала», — отметил временный генеральный директор НПО ГОИ Кирилл Самсонов.

Выпущенные на модернизированном оборудовании оптические волокна отличаются качеством передачи сигнала и имеют особые оптические и механические характеристики, что делает их востребованными для систем квантовой связи. Также у улучшенного оптоволокна есть другие применения — в качестве сенсоров волоконно-оптических датчиков для регистрации механических воздействий, магнитного поля электрического тока, как модовые фильтры и другие.

Оптоволокно — это один из немногих высокотехнологических видов продукции, производство которого приближается к 100-процентной локализации. Но это не означает, что стремиться больше не к чему. Набирает обороты та же квантовая связь, что потребует больше и больше оптических волокон с улучшенными свойствами.