СМИ о нас

Китайские ученые нашли способ использовать алмазы в качестве сверхплотного и долговечного носителя информации. Драгоценные камни способны хранить терабайты информации. А поскольку это один из самых прочных материалов на Земле, надежность хранения данных в них по сравнению с привычными носителями многократно выше.

Флешка, переливающаяся на солнце

Исследователи из расположенного в Хэфэе (Китай) Университета науки и технологий (University of Science and Technology) превратили алмаз в носитель информации со сверхвысокой плотностью записи, пишет The Register. В своем исследовании, посвященном этому изобретению, они написали, что в драгоценном камне можно хранить 1,85 ТБ информации на одном кубическом сантиметре. Притом это не теория – по их словам, им удалось добиться такой плотности и действительно поместить информацию в столь дорогую форму углерода.

Если рассматривать достижение именно с точки зрения плотности записи, то оно не такой уж и выдающееся – издание пишет, что современные жесткие диски могут хранить около 1 ТБ на одном кубическом сантиметре, так что разница хоть и почти двукратная, но все же не такая уж и большая.

Гораздо больший интерес вызывает надежность алмазных носителей. Ввиду того, что алмазы сами по себе являются одними из самых прочных материалов на планете, едва ли они выйдут из строя от простого падения с метровой высоты, как это делают жесткие диски. Также срок службы у алмазов явно выше, чем у жестких дисков. В журнале Nature Photonics, где вышла посвященная исследованию статья, говорится, что изобретение китайских ученых позволит хранить данные «миллионы лет» (millions of years).

Возможно, в будущем весь мир перейдет на алмазы для хранения данных. К тому же их уже научились синтезировать

Портал New Scientists приводит в сравнение алмазный диск и диск Blu-ray – последний при тех же габаритах имеет в 2000 раз более высокую плотность записи. Насколько он дороже, портал не уточняет.

Огонь, вода и медные трубы

Алмазы, в отличие от любой современной электроники, невосприимчивы к воздействию воды, да и высокие температуры (в пределах разумного) на них мало влияют. Авторы исследования утверждают, что записанная в драгоценном камне информация прекрасно сохранится, даже если на протяжении 100 лет непрерывно нагревать его до 200 градусов Цельсия.

При всем этом «бриллиантовая флешка» позволяет с высокой скоростью записывать в себя данные и столь же быстро копировать их обратно. По словам ученых, высокоскоростное считывание данных демонстрирует точность более 99%.

USB-порт не подойдет

Для записи и чтения данных с алмазного носителя применяются специализированные сверхбыстрые лазеры с длительностью импульсов на уровне 200 фемтосекунд (фс). При помощи лазерных импульсов осуществляется кодирование информации буквально в атомарной структуре драгоценного камня.

Лазеры выбивают атомы углерода из кристаллической решётки алмаза, оставляя вместо них так называемые «вакансии», то есть пустые места кристаллической структуре. Эти вакансии служат строительными блоками для хранения информации. Плотность этих вакансий в конкретной области определяет ее яркость, которая представляет различные значения данных. Тщательно контролируя структуру этих вакансий, исследователи смогли закодировать данные внутри алмаза.

Чтобы продемонстрировать возможности своей системы хранения алмазов, исследователи закодировали известную последовательность фотографий Эдварда Мейбриджа (Eadweard Muybridge, создатель первой в мире покадровой фотоработы – «Скачущие лошади», 1878 г.). Каждый кадр занимал пространство размером примерно 90х70 кв. микрон в алмазе. После этого ученые считали изображения из камня, сопоставив яркость каждого пикселя с уровнями яркости определенных участков внутри алмаза.

Еще слишком рано

В настоящее время разработанная китайскими специалистами технология хранения данных в алмазах очень далека от коммерциализации. Основная причина – дороговизна и громоздкость оборудования для чтения и записи, представляющая собой массив из различных устройств.

Однако исследователи с оптимизмом смотрят на то, что будущие достижения могут привести к миниатюризации технологии, сделав ее более доступной и недорогой. Авторы подчеркивают, что технология хранения на основе алмазов особенно привлекательна для организаций, которые отдают приоритет долгосрочному сохранению данных.

Первыми пользователями этой технологии могли бы стать государственные учреждения, научно-исследовательские институты и библиотеки, которые часто имеют дело с ценными историческими и научными данными.

Важно отметить, что китайцы не совершили прорыв. Ученые уже давно рассматривают алмазы в качестве устройств хранения данных – например, исследователи из Городского колледжа Нью-Йорка в 2016 г. заявили, что стали первой группой, продемонстрировавшей жизнеспособность использования алмаза в качестве платформы для сверхплотного хранения данных.

В России тоже ищут способы хранения информации в алмазах. В ноябре 2022 г. CNews писал, что ученые Физического института им. П. Н. Лебедева (ФИАН) РАН нашли способ записи и хранения информации на драгоценных камнях. Но пока что дальше экспериментов дело не идет.

Алмаз также изучается как материал для квантовых сетей различными ИТ-компаниями, например, Amazon Web Services. А японские ученые разглядели в алмазах полупроводники.

https://www.cnews.ru/news/top/2024-11-29_sozdan_kroshechnyj_nakopitel

12 ноября в Самарском национальном исследовательском университете им. академика С.П. Королёва стартовал XXII Всероссийский молодежный конкурс-конференция по оптике, лазерной физике и физике плазмы. Мероприятия конференции продлятся до 16 ноября и пройдут на площадках ее организаторов – Самарского университета им. Королёва и Самарского филиала Физического института РАН им. П.Н. Лебедева. 

Программный комитет и Экспертный совет возглавляет член-корреспондент РАН, директор Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН) Николай Колачевский. В числе экспертов один академик и три члена-корреспондента РАН, а всего 26 ученых из ведущих академических институтов и университетов от Москвы до Владивостока, в частности из Самарского филиала ФИАН и Самарского университета им. Королёва.

В программе – пленарные лекции ведущих ученых, приглашенные доклады и рабочие сессии в 5-ти секциях, которые, помимо оптики, лазерной физики и физики плазмы, охватывают биофотонику, квантовые технологии, микрофлюидные системы и нанотехнологии, а также физику и химию космоса. 

В конференции принимают участие молодые исследователи из Самары, Москвы, Санкт-Петербурга, Казани, Красноярска, Воронежа, Челябинска. На конкурс представлены 39 научных работ аспирантов и молодых ученых, 59 студенческих докладов и 9 конкурсных работ школьников. В научно-исследовательской лаборатории "Физика и химия горения" Самарского университета им. Королёва участники смогут ознакомиться с уникальной научной установкой "Реакционная кинетика и динамика в экстремальных условиях".

По мнению организаторов, среди участников конференции немало тех, кто уже в самое ближайшее время внесет существенный вклад в развитие ведущих центров российской науки. 

"Эта конференция продолжает лучшие традиции ФИАНа, которому в этом году исполнилось 90 лет. Не так много времени остается до его 100-летия, и мы сегодня думаем о том, кто нас к этому юбилею приведет. Мы рассчитываем, что к этому моменту вы станете зрелыми, грамотными исследователями. И постараемся мотивировать вас на то, чтобы вы сосредоточились на решении задач, которые мы будем обсуждать на этой конференции", – подчеркнул директор ФИАН Николай Колачевский.

Один из ключевых принципов конкурса-конференции – состязательность. Стремление быть лучшим стимулирует молодых ученых развиваться и повышать уровень своих исследований. 

"Главные действующие лица – это наши конкурсанты, им особое внимание. Мы хотим, чтобы вы унесли с собой много хороших эмоций, больше новых знаний, чтобы у вас появилось еще больше желания заниматься наукой", – обратился к молодым ученым сопредседатель оргкомитета, директор Самарского филиала ФИАН Валерий Азязов.

Первый проректор – проректор по научно-исследовательской работе Самарского университета им. Королёва Андрей Прокофьев обратил внимание на то, что конкурс-конференция проводится уже в двадцать второй раз, и при этом большинство участников – ровесники этого форума и те, кто моложе. 

"Формат научной конференции включает в себя три компонента: поделиться своими результатами, перенять опыт других и в неформальной обстановке познакомиться с коллегами, с которыми предстоит многие годы работать в выбранной научной сфере. Желаю, чтобы эта конференция оправдала все ваши надежды и ожидания", – обратился к собравшимся сопредседатель оргкомитета конференции Андрей Прокофьев. 

Директор Института естественных и математических наук Анастасия Грисяк отметила широкую географию участников конкурса-конференции. 

"Отрадно, что столько молодежи приехало на эту конференцию. Это значит, что будущее физики не потеряно и те научные направления, которые здесь представлены, будут активно развиваться. Для нас очень важен вклад конференции в популяризацию физической науки. В школьной секции конкурса научные работы представили ребята от седьмого класса и старше, и это здорово", – констатировала сопредседатель оргкомитета Анастасия Грисяк. 

Работа XXII Всероссийского молодежного конкурса-конференции началась с пленарной лекции члена-корреспондента РАН Николая Колачевского, посвященной развитию квантовых вычислений на ионах в России и мире и их использованию для решения практических задач.

"Все с нетерпением ждут "квантового преимущества", когда квантовый компьютер наконец-то будет работать лучше и быстрее классического. Я бы хотел немного охладить горячие головы: мы в самом начале пути. Во-первых, классические компьютерные системы развиваются более 70-ти лет, а квантовым – всего-то около 15-ти. Во-вторых, когда появились первые ламповые, а затем полупроводниковые компьютеры, с чем они конкурировали? А сегодня квантовые вычислители конкурируют с суперкомпьютерами – образно говоря, мы изобретаем новый тип самоката, противопоставляя его ракетам, которые к тому же не стоят на месте, а развиваются", – описал современную ситуацию с квантовыми вычислениями директор ФИАН. 

Николай Колачевский рассказал о свойствах квантовых систем, о квантовой запутанности как об основе новых подходов к вычислениям, а также о том, почему и при каких условиях квантовые вычислительные системы могут быть успешными. 

Он остановился на физических платформах для квантовых вычислений и, в частности, рассказал об ионных платформах, с которыми работают в ФИАНе, а также о наиболее интересных экспериментальных результатах. 

"На горизонте 2030 года квантовые компьютеры в мире постепенно начнут использовать для решения практически значимых задач. И к этому времени от нас ждут пусть не квантового превосходства, но некоего полезного результата. Поэтому нам нужно идти в многокубитные системы, увеличивать скорость вычислений, и мы понимаем, каким образом это можно сделать. Самый сложный тезис заключается в том, что лидера этой всемирной "квантовой гонки" будет определять уровень применяемых технологий. Но у нас есть возможность к 2030 году войти в пятерку лидеров", – поделился своим видением ближайшего будущего Николай Колачевский.

Лекция вызвала широкий спектр вопросов. Например, участников интересовало, способны ли сегодня квантовые вычислительные устройства осуществлять расчет сложных молекул, используются ли в таких устройствах метаматериалы, каковы фундаментальные ограничения квантовых компьютеров и, наконец, не пора ли учить современных инженеров квантовой физике.

После пленарной лекции развернулась работа в секциях. Сегодня четвертый день работы конференции, форум молодых ученых перевалил за экватор. Работают секции биофотоники, физики и химии космоса, микрофлюидики и нанотехнологий. В школьной секции уже подведены итоги конкурса научных работ. Победители среди студентов, аспирантов и молодых ученых будут объявлены в пятницу 15 ноября. Награждение состоится на площадке Самарского филиала ФИАН. 

Справочно

Итоги конкурса в школьной секции:

• I место:
  Белдарова Седа, 10 класс, Гимназия №1 (Базовая школа РАН)
• II место:
  Грибанов Артём, 9 класс, Самарский лицей информационных технологий (Базовая школа РАН)
  Терехова Олеся, 9 класс, Средняя общеобразовательная школа "Образовательный центр" с. Утевка
• III место:
  Иванов Максим, 9 класс, Самарский лицей информационных технологий (Базовая школа РАН)
  Петрова Мария, 11 класс, Самарский лицей информационных технологий (Базовая школа РАН)
  Сонюшкин Сергей, 7 кл., Средняя общеобразовательная школа "Образовательный центр" с. Утевка

Диплом за экологическую направленность:
Башинский Александр, 9 класс, Самарский лицей информационных технологий (Базовая школа РАН)

Диплом за практическую значимость:
Лихуто Алексей, 10 класс, Самарский международный аэрокосмический лицей

Диплом за исследование в области перспективных технологий:
Медведев Виктор, 10 класс, Самарский международный аэрокосмический лицей

https://ssau.ru/news/23547-ot-kvantovykh-vychisliteley-i-kvantovoy-khimii-do-seysmologii-solntsa-ot-zhidkikh-kristallov-do-maloinvazivnoy-khirurgii

Сотрудники Физического института им. П.Н. Лебедева РАН приняли участие в работе Международной комиссии по оптике.

В Кейптауне (ЮАР) прошла Генеральная ассамблея Международной комиссии по оптике (International Comission for Optics, ICO). На мероприятии в рамках XXVI Международного конгресса по оптике состоялись выборы руководящих органов ICO. Руководитель Троицкого обособленного подразделения ФИАН, чл.-корр. РАН А.В. Наумов был избран вице-президентом Международной комиссии по оптике на период работы 2024–2027 годов. В составе делегации от России в конгрессе также принял участие старший научный сотрудник ТОП ФИАН Максим Гладуш.

В состав исполнительного комитета ICO вошли также представители КНР, США, Германии, Японии, Канады, Франции, Италии, Сенегала, ЮАР. Андрей Наумов также возглавил комитет Международной премии и медали Галилео-Галилея, присуждаемой за выдающиеся работы в области оптики, выполненные в трудных условиях, а также вошёл в состав комитета ICO по вопросам образования в области оптики.

В рамках конгресса выступили выдающиеся ученые – лауреаты Нобелевской премии по физике 2018 г. Донна Стрикленд и 2023 г. Анн Л'Юилье; президент Международного общества OPTICA иностранный член РАН Герд Лёйхс; лауреат премий IEEE, Nissan, NEC C&C Ясухико Аракава, а также лауреаты премий и медалей ICO 2018-2023 гг.

Российская делегация представила на конгрессе ряд результатов в области фотоники и оптики в серии докладов:

• А.В. Наумов «Spectroscopy and optical nanoscopy of single quantum emitters in a broad temperature range»;
• М.Г. Гладуш «Quantum-kynetic theory of photoluminescence from single or a few quantum emitters in solid state matrix: master equation and spectral properties of radiation»;
• Н.Д. Кундикова «Effect of the circular polarization sign on the topological charge in the longitudinal field of the Gaussian field waist».

Вопросы сотрудничества как отдельных институтов, так и сообществ, работающих в области оптики и новых технологий фотоники, в т.ч. в рамках BRICS и соглашений между академиями наук разных стран, обсуждались с представителями КНР, ЮАР и Сенегала. Отдельно рассматривались вопросы публикационной деятельности научных сообществ разных стран. Российская делегация представила ряд переводных журналов, издаваемых в РФ («Известия РАН. Серия физическая»; «Фотоника»; «Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики»). По итогам проведенного Конгресса и Генеральной ассамблеи ICO были подготовлены предложения по развитию направления оптики и фотоники для различных международных и национальных организаций. Очередной XXVII Конгресс ICO пройдёт в Китае в 2027 году.

Информация и фото предоставлены Отделом по связям с общественностью ФИАН

https://scientificrussia.ru/articles/fian-na-kongresse-mezdunarodnoj-komissii-po-optike

С чем связана наша зависимость от быстрых углеводов и стоит ли с ней бороться

Сахар сегодня признан главным врагом здорового образа жизни. По мнению ученых, нужен непрерывный контроль углеводного обмена не только для больных диабетом, но и для всех желающих

Развернутая в последние десятилетия кампания против сахара как виновника эпидемии ожирения пока не принесла результатов: его потребление в мире неуклонно растет. По прогнозам Международной диабетической федерации, к 2030 году каждый десятый житель планеты будет страдать сахарным диабетом (сейчас — каждый 16-й), в России к этому времени ожидают увеличения числа больных с нынешних 4,8 млн до 14 млн человек. При всей пагубности сахара простых решений, которые помогли бы людям избавиться от сладкой зависимости, не находится.

Причина этого кроется не только в сложившихся вкусовых пристрастиях. На уровне биохимии нам постоянно требуется глюкоза, которая, как известно, является основным компонентом сахара. Она питает клетки энергией, участвует в обменных процессах (например, способствует усвоению белка для строительства мышц), помогает печени формировать кислоты, которые обезвреживают токсические вещества, а также откладывается в печени и мышцах в виде гликогена — неприкосновенного запаса организма на случай голода.

Таким образом, сахар дает быстрое насыщение и прилив энергии, что важно для поддержания сил: поступая в кишечник, сахароза расщепляется на фруктозу и глюкозу, которые после попадания в кровь возмещают большую часть энергетических потерь.

Однако много сахара не равно много энергии. Биохимические процессы в клетках нелинейны: организм должен переработать поступающую глюкозу, а если ее слишком много, он просто не справится и будет вынужден распределять по клеткам и тканям ее остатки, которые в результате ряда реакций превращаются в самый настоящий жир.

Наконец, поступающий с едой сахар провоцирует выработку поджелудочной железой большого количества инсулина, что может стать причиной нечувствительности к нему клеток и вызвать сахарный диабет. А он, в свою очередь, приводит к массе проблем: с сердцем, сосудами, почками, глазами и ногами.

Жирный заговор

Подозревать в сахаре главного врага здорового образа жизни ученые начали еще в 1960-е годы: тогда в западных странах впервые обратили внимание на рост числа людей с ожирением и корреляцию этого роста с увеличением сердечно-сосудистых заболеваний, рака и преждевременной смертности. Но помимо сахарной гипотезы, которую отстаивал ведущий британский диетолог с русскими корнями Джон Юдкин, в ходу была и альтернативная — жировая, которую выдвинули его американские коллеги.

С точки зрения потребности в питательных веществах людям вообще не требуется сахар. В качестве здоровой замены сладостям диетологи рекомендуют «длинные» углеводы, которые организм добывает сам

График 1 Показатели ожирения по странам в 2022 году по данным ВОЗ

График 2 Уровень ожирения в процентном соотношении по данным ВОЗ

Американцы в той битве теорий одержали безоговорочную победу. Как сейчас пишут в зарубежной прессе — благодаря агрессивному напору, которому интеллигент Юдкин не смог противостоять и отступил, несмотря на все свои исследования, подкрепленные множеством научных аргументов.

В 1980-е годы правительства США и Великобритании опубликовали первые рекомендации по сокращению потребления не сахара, а насыщенных жиров и холестерина. Людям впервые посоветовали есть меньше чего-то, а не «достаточно всего». Эти предписания повлияли на рацион сотен миллионов людей во всем мире: врачи опирались на них в своих советах, а производители еды — при разработке продуктов питания.

Но медицинская статистика, которая появилась в последующие годы, заставила ученых усомниться в справедливости жировой гипотезы. Если в 1950 году в США ожирением страдали всего 12% американцев, в 1980 году — 15%, то к 2000 году уже 35%. В Англии кривая оставалась неизменной вплоть до середины 1980-х, но после тоже взлетела, показав более чем троекратный рост числа людей с ожирением. Число случаев диабета второго типа, тесно связанного с избыточным весом, также резко повысилось в обеих странах.

Начались поиски виновных, и в начале 2000-х годов теория Джона Юдкина была реабилитирована. В свое оправдание ученые, ранее видевшие корень зла в жирах, говорят, что не могли предсказать, как производители продуктов питания отреагируют на запрет, — а они стали выпускать обезжиренные, но очень сладкие йогурты и пирожные с трансжирами, разрушающими печень. В итоге лекарство оказалось хуже болезни.

Люди буквально подсели на сахар. «Этот продукт обладает всеми свойствами наркотического вещества: привыкание, абстиненция и так далее. Поэтому он вреден, — уверяет старший преподаватель кафедры фармакологии Института фармации и медицинской химии Пироговского университета Андрей Кондрахин. — Быстрые углеводы начинают проникать в организм уже в ротовой полости, достигают головного мозга, и он получает прилив радости и удовольствия. Мозг очень любит сахар, потому что глюкоза успокаивает. Считается, что сахар и алкоголь распознаются одними и теми же рецепторами, поэтому человек получает одинаковое удовольствие и от сладкого, и от спиртного».

Найденный баланс

Опираясь на многочисленные научные исследования по этой теме, в 2002 году ВОЗ выдала первые рекомендации по сокращению потребления свободных сахаров. Согласно предписаниям медиков, вклад сахара должен составлять не более 10% от общего суточного энергопотребления человека — это эквивалентно примерно 12 чайным ложкам (без горки) для мужчин, и 10 — для женщин. В 2015 году появилось предложение снизить потребление сахара еще вдвое, до шести и пяти чайных ложек соответственно, но этот новый стандарт до сих пор находится в стадии обсуждения.

Причем, по мнению экспертов, в нормативы должны включаться не только сахара из традиционных сладостей, но и те, что спрятаны в переработанных пищевых продуктах, которые обычно не считаются десертами (например, в кетчупе и колбасных изделиях), и даже те, что естественным образом содержатся в меде, сиропе, фруктовых соках и концентратах. Не подпадают под ограничение лишь сахара цельных фруктов, овощей и молока.

Рекомендации ВОЗ обычно используются правительствами разных стран как основа для выработки решений, с помощью которых устанавливается опосредованный контроль за производством продуктов питания. Но идея лимитировать количество сахара в них принимается очень тяжело.

Еще в начале 2000-х, когда крестовый поход ученых против сладкого только начинался, американские производители сахара и несколько сенаторов написали гендиректору ВОЗ (на тот момент этот пост занимала норвежка Гру Харлем Брунтланн) письмо, в котором пригрозили сократить финансовую поддержку организации, если будут приняты рекомендации о 10-процентном ограничении потребления. Однако на уступки никто не пошел: ВОЗ действительно получила  от США меньше денег, но настояла на своем.

Сахарное лобби, впрочем, оказалось сильнее жирового. Мгновенной реакции на доклад о вреде сахара не последовало. Только в 2011 году был введен налог на сладкие напитки — сначала в Венгрии, затем, в 2014-м, в Мексике, где был утвержден рекордный 10-процентный сбор на газировку, а в 2015-м — в Беркли (штат Калифорния). Позже этому примеру последовали еще более трех десятков государств и несколько американских штатов. В России акциз на напитки, содержащие пять граммов сахара и более на 100 миллилитров жидкости, введен с 1 июля 2023 года — семь рублей на литр.

В странах-первопроходцах принятые меры привели к тому, что уже через год жители стали покупать значительно меньше сладких напитков. Но это не означает, что сахара там стали потреблять меньше. По крайней мере, в той же Мексике статистика ожирения не только не пошла вниз, но даже немного выросла. В отличие от жирных стейков, которые никогда не были доступны широким слоям населения, сладости в самых разных формах по-прежнему являются относительно дешевым источником энергии и удовольствия. И на полный их запрет ни одно правительство не пойдет, опасаясь социальных протестов и дисбалансов в экономике.

Сладкий обман

Вопрос о замене сахара более здоровыми натуральными или синтетическими эквивалентами в науке остается открытым. Все используемые в кулинарии сладкие аналоги имеют меньшую энергетическую ценность и при этом дают больше сладости, чем классический столовый сахар, — соответственно, для придания сладкого вкуса продукту их можно применять в минимальных количествах. Но множество этих добавок не проходят тест на абсолютную безопасность при широком применении в пищевой промышленности. Так, в 2023 году ВОЗ объявила один из самых распространенных сахарозаменителей — аспартам — возможным канцерогеном, хотя и оставила без изменения порог его безопасного применения: до 40 миллиграммов в сутки на 1 килограмм массы тела.

Подсчитано, что россияне потребляют сахара в четыре раза больше, чем положено по медицинским нормам: 31 килограмм в год против допустимых 8 килограммов

Источник: IMAGO/CLARA DUPONT

«Безопасность и нормы потребления сахарозаменителей до сих пор исследуются, существуют ограничения и рекомендации по их использованию, — поясняет руководитель группы биологических исследований Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) Светлана Димитриева. — В детском питании, например, разрешены только такие натуральные подсластители, как фруктоза, лактоза и глюкоза. Синтетические подсластители: аспартам, ксилит, цикломат и другие — не рекомендованы малышам дошкольного возраста, так же как и продукты, содержащие сахарин».

В начале этого года в России ограничили использовании стевии — в качестве сладкой приправы теперь можно применять лишь стевиолгликозиды, которые содержатся в листьях растения. По поводу безопасности других биологически активных веществ, в основном эфирных масел этого сложноцветного, у ученых данных очень мало, поэтому на всякий случай их исключили из техрегламентов разрешенных добавок.

Вероятно, будет принято решение и по мальтиту. Совсем недавно, в октябре, москвичи массово жаловались на симптомы отравления после употребления купленного в обычных супермаркетах зефира с этим низкокалорийным сахарозаменителем, который получают из кукурузного крахмала. После расследования ситуации выяснилось, что отравления как такового не было, просто люди съели слишком много сладостей, тогда как мальтит плохо всасывается в кишечнике и вызывает повышенное осмотическое давление со всеми в буквальном смысле вытекающими последствиями.

В любом случае подсластители без углеводов не станут панацеей. «В организме живет микробиота, которая ждет сахаров, чтобы использовать их в качестве строительного материала. Эти бактерии живут, потребляя сахар. Когда мы обманываем их, самочувствие микробиоты в кишечнике ухудшается, появляются неприятные симптомы: диспепсия (затрудненное и болезненное пищеварение. — “Монокль”), бурление и бурчание в животе, да и мозг начинает работать хуже. Такая обманка не должна быть постоянной. Можно применять сахарозаменители периодически, но нельзя полностью компенсировать ими углеводы», — отмечает Андрей Кондрахин. 

По словам доцента кафедры пищевых технологий и биоинженерии РЭУ им. Г. В. Плеханова Елены Мясниковой, подсластители, возбуждающие рецепторы, обманывают еще и поджелудочную железу, которая реагирует на сигналы о поступлении сладкого, но для выделяемого инсулина не находится работы.

Правильная замена

Так есть или не есть сахар? С точки зрения потребности в питательных веществах людям вообще не требуется никакого сахара. В качестве проверенной временем здоровой компенсации традиционных сладостей диетологи советуют рассматривать так называемые медленные углеводы, которые организм добывает сам. «Это зерно грубого помола, хлеб с отрубями, овощи и фрукты. Из таких продуктов достать углеводы очень сложно, у людей нет ферментов для переработки растительного сырья. Поэтому мы станем тратить больше энергии, чтобы их получить. Углеводы данного типа будут поднимать уровень инсулина спокойно, медленно, и организм не будет “беситься”», — говорит Андрей Кондрахин.

Но научно обоснованный сценарий замены пирожных на гречку при нынешнем развитии цивилизации, подсевшей на сладости как на наркотик, конечно, малореализуем.

Чтобы выбраться из сладкой западни, нужно стимулировать производителей снижать количество сахара в продуктах и, возможно, закрепить в стандартах допустимую долю быстрых углеводов в разных видах питания. Еще одна мера — субсидии на производство свежих фруктов и овощей, благодаря которым их цена для потребителя существенно снизится.

Кроме того, необходима просветительская работа. В идеале, по мнению ученых, должны получить распространение программы индивидуального подбора рациона.

«Углеводный обмен у здорового человека зависит от многих факторов, в первую очередь от его физической и умственной активности, — объясняет Светлана Димитриева. — В настоящее время индивидуализированное питание становится все более доступным и можно подобрать собственную норму на основании объективных данных (биохимического контроля) с использованием той или иной рекомендованной диеты».

https://monocle.ru/monocle/2024/47/sakhar-yest-ili-ne-yest/

Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН принял участие в Дне открытых дверей Московского физико-технического института для абитуриентов и школьников старших классов.

На стенде Физического института имени Лебедева в кампусе Физтеха присутствовал помощник директора ФИАН по работе с молодежью, заведующий Лабораторией нелинейной динамики и теоретической биофизики Владимир Владимирович Губернов, который отметил важность посещения подобных мероприятий:

Вообще, прийти на подобные дни открытых дверей может быть полезно по многим причинам. Прежде всего, у абитуриентов и их родителей есть уникальная возможность поговорить непосредственно с представителями базовых кафедр, узнать из первых уст о перспективных научных направлениях, об особенностях образовательных программ и перспективах дальнейшего обучения в аспирантуре и возможном трудоустройстве в базовой организации. В частности, посетители смогли получить информацию о том, какие программы и инструменты поддержки студентов существуют в ФИАН, больше узнать о ведущих научных лабораториях и направлениях нашего Института.

Так, на Дне открытых дверей была представлена Кафедра электрофизики ЛФИ МФТИ, базовой организацией которой является ФИАН, заведующий кафедры – академик РАН Геннадий Андреевич Месяц. Научные сотрудники ФИАН показали красочные опыты по наблюдению видимой люминесценции различных твердых материалов, некоторые из которых в настоящее время представляют значительный интерес как для развития фундаментальных представлений о механизмах люминесценции, так и для практических приложений. Николай Пестовский, научный сотрудник Отдела оптики низкотемпературной плазмы Отделения оптики ФИАН рассказал посетителям о кафедре, о направлениях подготовки студентов и аспирантов, а также о проводимых ими исследованиях в области современной оптики, физики разрядов, физики плазмы и физики твердого тела.

Николай Пестовский и посетители стенда

Заместитель руководителя образовательной программы «Физика сверхпроводимости и квантовых материалов» Центра высокотемпературной сверхпроводимости и квантовых материалов им. В. Л. Гинзбурга ФИАН Леонид Моргун продемонстрировал левитацию магнита над поверхностью сверхпроводника (так называемый опыт «гроб Магомеда»). В качестве сверхпроводника использовались многослойные ВТСП-ленты, охлажденные жидким азотом. Суть демонстрации заключается в том, что небольшой магнит зависает в воздухе в устойчивом положении из-за выталкивания магнитного поля сверхпроводником. Часто при этом можно наблюдать вращение или колебания магнита с малой амплитудой. Несмотря на кажущуюся простоту опыта, при детальном рассмотрении оказывается, что в этой демонстрации заложено много интересных физических явлений. В частности, необычное маятниковое движение магнита связано с характером взаимодействия с магнитным полем вихрей Абрикосова в сверхпроводнике, стационарно закрепленных на центрах пиннинга.

Владимир Губернов и Леонид Моргун

Опыт «Гроб Магомеда»

Молодые ученые ФИАН, которые также были заняты на стенде Института, смогли рассказать об учебных курсах и особенностях своих кафедр. Рассказывает сотрудник Лаборатории динамики реагирующих систем Отделения теоретической физики им. И. Е. Тамма ФИАН, аспирант 1-го курса Кафедры квантовой радиофизики МФТИ Анастасия Морошкина:

Мы показали абитуриентам установки, которые есть в ФИАН, и объяснили некоторые основы физики, чтобы они лучше поняли демонстрируемые опыты и физические явления. Посетители чаще всего спрашивали о моем личном опыте обучения на Физтехе, о предметах, которые им предстоит изучать, о возможности обучения не только в аспирантуре ФИАН, но и в бакалавриате и магистратуре. День открытых дверей мне особенно запомнился тем, что все абитуриенты проявляли огромный интерес, задавали интересные вопросы и удивляли своими немалыми познаниями в физике. Также было приятно видеть младших братьев и сестер абитуриентов, они были очень любознательны и с удовольствием знакомились с физикой и захватывающими опытами.

Анастасия Морошкина

В этом году ФИАН привез ряд настольных экспонатов, которые не только служили для привлечения внимания посетителей, но и в значительной степени иллюстрировали тот круг физических явлений, на которых сфокусированы образовательные и научные программы кафедр.   

Помощник директора ФИАН по работе с молодежью подчеркнул необходимость взаимодействия ученых с талантливыми школьниками и студентами и рассказал, что для этого делает Физический институт Академии наук:

В последние годы Физический институт Лебедева активно работает со школьниками. Несколько раз в год в Институте проходят ознакомительные экскурсии для старшеклассников, проходящих обучение в профильных физ.-мат. лицеях. Ряд сотрудников ФИАН выступают с общеобразовательными лекциями в таких организациях. В программе экскурсий участвуют также студенты ведущих физических вузов и не только из московского региона. В ФИАН существует программа целевой поддержки студентов МФТИ, проходящих обучение на базовых кафедрах Физтеха, направленная на закрепление студентов, стимулирование повышения их успеваемости и улучшение материального положения наиболее активных студентов. Очевидно, что для того чтобы сейчас привлечь в институт талантливые молодые кадры, необходимо начинать эту работу как можно раньше, начиная уже со старших классов школы, 

– заключил Владимир Владимирович Губернов.

https://mipt.ru/news/fian-na-dne-otkrytykh-dverey-mfti

Выборы руководящих органов Международной комиссии по оптике (International Comission for Optics, ICO) на период работы 2024–2027 годов состоялись в Кейптауне, ЮАР, на Генеральной ассамблее ICO, прошедшей с 21 по 26 октября в рамках XXVI Международного конгресса по оптике.

Кроме того, делегированный Российской академией наук представитель Российской Федерации член-корреспондент РАН Андрей Наумов возглавил комитет Международной премии и медали Галилео Галилея, присуждаемой за выдающиеся работы, выполненные в области оптики, и вошёл в состав комитета ICO по вопросам образования в области оптики.

В составе делегации от России в конгрессе также приняли участие главный научный сотрудник Института электрофизики УрО РАН Наталия Кундикова, высококвалифицированный старший научный сотрудник Троицкого обособленного подразделения Физического института им. П.Н. Лебедева РАН Максим Гладуш.

Российская делегация представила на конгрессе серию докладов, посвящённых вопросам фотоники и оптики, среди них: «Spectroscopy and optical nanoscopy of single quantum emitters in a broad temperature range» (Андрей Наумов), «Effect of the circular polarization sign on the topological charge in the longitudinal field of the Gaussian field waist» (Наталия Кундикова), «Quantum-kynetic theory of photoluminescence from single or a few quantum emitters in solid state matrix: master equation and spectral properties of radiation» (Максим Гладуш).

На конгрессе также выступили учёные-лауреаты Нобелевской премии по физике Донна Стрикленд и Анн Л'Юилье, президент Международного общества OPTICA иностранный член РАН Герд Лёйхс, лауреат премий IEEE, Nissan, NEC C&C и имени Ника Холоньяка Ясухико Аракава.

Специалисты оптики и фотоники обсудили вопросы международного взаимодействия как на уровне институтов, так и профессиональных сообществ. В дискуссии приняли участие представители КНР (Идун Хуан), ЮАР (Ясера Исмаил) и Сенегала (Амаду Ваге, академик Академии наук Сенегала).

В ходе встречи также поднимались вопросы публикационной деятельности научных сообществ разных стран. Россия представила ряд переводных журналов, например, «Известия РАН. Серия физическая»; «Фотоника»; «Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики».

По итогам собрания подготовлены предложения по развитию направления оптики и фотоники для различных международных и национальных организаций. Ожидается, что XXVII Конгресс ICO пройдёт в Китае, в Пекине, 22–26 августа 2027 года.

Международная комиссия по оптике (International Commission for Optics, ICO) — основанная в 1947 году неправительственная организация, представляющая глобальное членство в оптике и фотонике, включающая национальные научные органы (53 территориальных комитета) и семь международных сетей-членов. Выборы членов бюро проходят на конгрессах раз в три года.

Через международную сеть учёных и инженеров Международная комиссия по оптике содействует междисциплинарным исследованиям для решения основных вопросов, имеющих отношение к науке, образованию и технологиям на основе света. Кроме того, комиссия активно продвигает инициативы в области научной и учебной деятельности и содействует научному образованию.

Российскую Федерацию в ICO представляет Российская академия наук — Отделение Физических Наук, территориальный координатор — заместитель академика-секретаря ОФН Наталья Истомина.

https://new.ras.ru/activities/news/chlen-korrespondent-ran-andrey-naumov-izbran-vitse-prezidentom-mezhdunarodnoy-komissii-po-optike-/

В Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН прошла VI Международная молодёжная школа «Инновационные ядерно-физические методы высокотехнологичной медицины».

Она продолжила цикл школ, проводимых при реализации проекта «Разработка новых технологий диагностики и лучевой терапии социально значимых заболеваний протонными и ионными пучками с использованием методов бинарной ядерной физики» в рамках ФНТП «Развитие синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019—2027 годы» при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.

Для каждой Школы определяется своя тематика, в этом году тема была обозначена как «Современные ядерно-физические методы диагностики». Акцент был сделан на методах диагностики заболеваний (онкологических, кардиологических, неврологических и др.), базирующихся на ядерно-физических основах воздействия ионизирующих излучений, потоков заряженных частиц на объекты живой природы: компьютерная томография, позитрон-эмиссионная томография за счёт положительного бета-распада, эмиссионная томография электронов отрицательного бета-распада и эмиссионная томография гамма-радиоактивными веществами.

Школу торжественно открыли заместитель директора ФИАН, руководитель Отделения ядерной физики и астрофизики ФИАН Владимир Алексеевич Рябов и председатель организационного комитета Ирина Николаевна Завестовская.

И.Н. Завестовская на открытии второго дня Школы

«Главная задача Молодёжной школы — донести новые знания из области ядерной медицины до участников, которые учатся и работают в разных областях науки: физических, биологических, химических, медицинских. Благодаря таким мультидисциплинарным знаниям рождаются новые подходы и новые результаты», — отметил заместитель директора ФИАН В.А. Рябов.

Лекции на Школе представили ведущие специалисты научных, образовательных и медицинских организаций:

• Азаркин Максим Юрьевич, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН) «Механизмы радиосенсибилизации раковых клеток к радиотерапии с помощью наночастиц»;

Лекция А.В. Дворянчикова

• Дворянчиков Андрей Валерьевич, медицинский физик (Федеральный центр мозга и нейротехнологий ФМБА России) «ПЭТ/МРТ: технические особенности гибридного метода. Первый опыт в России»;

• Корякин Сергей Николаевич, к.б.н., заведующий отделом радиационной биофизики (МРНЦ им. А.Ф. Цыба — филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России) «Технологии сочетанной лучевой терапии. Экспериментальные результаты in vitro и in vivo»;

Лекция С.Н. Корякина

• Липенгольц Алексей Андреевич, к.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории радионуклидных и лучевых технологий в экспериментальной онкологии (НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина Минздрава России) «Дозиметрические и радиобиологические особенности нейтронозахватной терапии»;

• Постнов Андрей Александрович, к.ф.-м.н., научный сотрудник (НМИЦ нейрохирургии им. ак. Н.Н. Бурденко Минздрава России) «Фотоны высоких энергий в современной медицинской диагностике: КТ, ПЭТ и ОФЭКТ»;

Лекция А.А. Постнова

• Рябцева Мария Сергеевна, к.б.н., научный сотрудник (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН) «Клеточные культуры для апробации методов — маленькие помощники ядерно-физической диагностики»;

• Тимошенко Виктор Юрьевич, д.ф.-м.н., профессор (Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова) «Нанотехнологии в современных ядерно-физических методах биомедицины»;

Лекция В.Ю. Тимошенко

• Черных Алексей Николаевич, к.т.н., старший научный сотрудник Курчатовского комплекса НБИКС — природоподобных технологий (НИЦ «Курчатовский институт») «Протонная лучевая терапия в России».

В работе Школы приняли участие 107 человек, из которых 92 человека в возрасте до 39 лет. Среди участников мероприятия были именитые и молодые учёные, аспиранты, студенты и школьники. Были представлены 6 институтов РАН и 2 научно-исследовательских организации, 26 университетов, из которых 5 — медицинские, а также 4 медицинских организации, 1 производственное предприятие и 6 общеобразовательных учреждений. Насыщенная программа и представленные лекции вызвали большой интерес у слушателей. Заявки на участие подали более 180 человек из 44 городов России, Казахстана, Киргизии, Молдовы и Узбекистана.

https://new.ras.ru/activities/news/v-fian-proshla-ezhegodnaya-nauchnaya-shkola-kotoraya-obedinila-fizikov-khimikov-biologov-i-vrachey-/

В Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН прошла VI Международная молодежная школа «Инновационные ядерно-физические методы высокотехнологичной медицины».

Участники VI Школы. Источник фото - ФИАН

Она продолжила цикл школ, проводимых при  реализации проекта «Разработка новых технологий диагностики и лучевой терапии социально значимых заболеваний протонными и ионными пучками с использованием методов бинарной ядерной физики» в рамках ФНТП «Развитие синхротронных и  нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры на 2019-2027 годы» при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ.

Для каждой Школы определяется своя тематика, в этом году тему определили как «Современные ядерно-физические методы диагностики». Акцент был сделан на методах диагностики заболеваний (онкологических, кардиологических, неврологических и др.), базирующихся на ядерно-физических основах воздействия ионизирующих излучений, потоков заряженных частиц на объекты живой природы: компьютерная томография, позитрон-эмиссионная томография за счет положительного бета-распада, эмиссионная томография электронов отрицательного бета-распада и эмиссионная томография гамма-радиоактивными веществами.

Школу торжественно открыли заместитель директора ФИАН, руководитель Отделения ядерной физики и астрофизики ФИАН Владимир Алексеевич Рябов и председатель организационного комитета Ирина Николаевна Завестовская.

«Главная задача Молодежной школы – донести новые знания из области ядерной медицины до участников, которые учатся и работают в разных областях науки: физических, биологических, химических, медицинских. Благодаря таким мультидисциплинарным знаниям рождаются новые подходы и новые результаты», – отметил заместитель директора ФИАН В.А. Рябов.

Лекции на Школе представили ведущие специалисты научных, образовательных и медицинских организаций:

• Азаркин Максим Юрьевич, к.ф.-м.н., старший научный сотрудник (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН), «Механизмы радиосенсибилизации раковых клеток к радиотерапии с помощью наночастиц»;
  
  
• Дворянчиков Андрей Валерьевич, медицинский физик (Федеральный центр мозга и нейротехнологий ФМБА России), «ПЭТ/МРТ: технические особенности гибридного метода. Первый опыт в России»;
  
  
• Корякин Сергей Николаевич, к.б.н., заведующий отделом радиационной биофизики (МРНЦ им. А.Ф. Цыба – филиал ФГБУ «НМИЦ радиологии» Минздрава России), «Технологии сочетанной лучевой терапии. Экспериментальные результаты in vitro и in vivo»;
  
  
• Липенгольц Алексей Андреевич, к.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник лаборатории радионуклидных и лучевых технологий в экспериментальной онкологии (НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина Минздрава России), «Дозиметрические и радиобиологические особенности нейтронозахватной терапии»;
  
  
• Постнов Андрей Александрович, к.ф.-м.н., научный сотрудник (НМИЦ нейрохирургии им. ак. Н.Н. Бурденко Минздрава России), «Фотоны высоких энергий в современной медицинской диагностике: КТ, ПЭТ и ОФЭКТ»;
  
  
• Рябцева Мария Сергеевна, к.б.н., научный сотрудник (Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН), «Клеточные культуры для апробации методов – маленькие помощники ядерно-физической диагностики»;
  
  
• Тимошенко Виктор Юрьевич, д.ф.-м.н., профессор (Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова), «Нанотехнологии в современных ядерно-физических методах биомедицины»;
  
  
• Черных Алексей Николаевич, к.т.н., старший научный сотрудник Курчатовского комплекса НБИКС – природоподобных технологий (НИЦ «Курчатовский институт»), «Протонная лучевая терапия в России».

В работе Школы приняли участие 107 человек, из которых 92 человека в возрасте до 39 лет. Среди участников мероприятия были именитые и молодые ученые, аспиранты, студенты и школьники. Были представлены 6 институтов РАН и 2 научно-исследовательских организации, 26 университетов, из которых 5 – медицинские, а также 4 медицинских организации, 1 производственное предприятие и 6 общеобразовательных учреждений. Насыщенная программа и представленные лекции вызвали большой интерес у слушателей. Заявки на участие подали более 180 человек из 44 городов России, Казахстана, Киргизии, Молдовы и Узбекистана.

Информация и фото предоставлены Отделом по связям с общественностью ФИАН
Источник фото: ФИАН

https://scientificrussia.ru/articles/ezegodnaa-naucnaa-skola-obedinila-v-fian-fizikov-himikov-biologov-i-vracej

В последнее время мы все чаще слышим о магнитных бурях. По данным ВЦИОМ, каждый третий россиянин уверен, что на его жизнь влияют космические явления, такие как вспышки на Солнце, падение метеоритов, образование черных дыр. Многие люди объясняют этим плохое самочувствие, сбои в работе техники и даже автомобильные пробки.

Рассказываем, что такое магнитные бури, почему они происходят и как их пережить.

Что такое магнитная буря?

С точки зрения науки этот природный феномен — результат вспышки на Солнце или выброса энергии из его верхнего слоя — короны. Облака горячей плазмы из атмосферы светила улетают в космос. Такой солнечный ветер из электронов, протонов и ядер гелия постоянно «обдувает» Землю и другие планеты Солнечной системы.

«Земля является уникальной среди внутренних планет Солнечной системы. В отличие от Меркурия, Венеры и Марса, она обладает хорошо выраженным собственным магнитным полем, которое охватывает всю планету и простирается достаточно далеко в космическое пространство. Оно возникает из-за процессов, которые происходят в недрах Земли, а точнее — в жидком ядре. При этом на состояние магнитосферы нашей планеты активно влияет Солнце, также имеющее магнитное поле, которое во много раз сильнее земного», — рассказывает ученый секретарь Геофизического центра Российской академии наук Роман Краснопёров.

Чтобы нам было проще понять, ученый проводит такую аналогию: если поставить туристическую палатку, она будет защищать нас от капель дождя и оставаться неподвижной. В этом случае дождь можно сравнить с потоком частиц солнечного ветра, который постоянно поступает на Землю.

«Но если вылить на палатку много воды из ведра, тент начнет сильно вибрировать, а вся конструкция может даже деформироваться. Потом она вернется в первоначальное состояние, и вода в итоге стечет по ткани палатки к краям. Облако плазмы от Солнца становится для магнитосферы Земли таким "ведром воды", которое может вызвать геомагнитную бурю. Ее интенсивность и степень воздействия будут зависеть от параметров солнечного ветра и межпланетного поля», — поясняет Роман Краснопёров.

Специалисты внимательно наблюдают за событиями на поверхности Солнца и делают прогнозы их возможного влияния на мир.

«Поток солнечного ветра, попав в космос, может двигаться со скоростью от 400 до 1000 км/с и более. При его воздействии на земную магнитосферу особую опасность представляют высокоэнергичные магнитосферные электроны, которые еще называют частицами-киллерами. Первыми от них страдают космические спутники. Так было, к примеру, в 2022 году, когда компания Илона Маска потеряла сразу более 30 таких летательных аппаратов», — уточняет заведующий Лабораторией физики Солнца и космических лучей Физического института имени П. Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), доктор физико-математических наук Владимир Махмутов.

Как часто бывают магнитные бури?

Ученые ФИАН посвятили изучению солнечной активности более 60 лет. Они выяснили, что частота вспышек на Солнце подчиняется 11-летнему циклу. Впрочем, иногда он может быть чуть короче или длиннее — от 9 до 12 лет. У таких циклов нет точной даты, их начало ученые определяют сами, исходя из наблюдений.

«Когда цикл начинается, на Солнце пятен почти не видно, если смотреть на него через затемненные стекла. Но по мере возрастания активности на нем сначала появляются единичные затемнения. Постепенно они образуют группы, развиваются и исчезают. Максимум солнечной активности достигается через 5–6 лет. Пятен становится очень много. В это же время наблюдается и наибольшее число солнечных вспышек разной мощности», — подчеркивает Владимир Махмутов.

Полярное сияние — это верный признак того, что магнитная буря усиливается. Если его можно увидеть на небе в средних и низких широтах, которые довольно далеко от северного и южного полюсов Земли, это означает, что солнечная активность достигла своего пика.

Альберт Гарнелис / ТАСС

Как измеряют интенсивность магнитной бури?

Сейчас, по словам главного научного сотрудника Лаборатории физики Солнца и космических лучей ФИАН, профессора Галины Базилевской, активность светила нарастает. В 2022 году было зафиксировано семь дней с умеренной геомагнитной активностью. В 2023 году — 24 дня с умеренной и два — с усиленной. За 2024 год полных данных пока нет, но известно, что уже произошли две мощные магнитные бури. Первая началась 11 мая и продолжалась несколько дней, полярные сияния были видны даже на Кавказе. Вторая буря стартовала 10 октября, продлилась три дня и по силе была сравнима с майской.

«Интенсивность геомагнитного шторма определяется с помощью специальных приборов — магнитометров. Они установлены на метеостанциях в районе экватора. Выделяются пять уровней интенсивности магнитных бурь. Первый может вызвать незначительные отклонения в работе приборов, которые даже не все заметят, а последний, пятый, вполне может повлечь серьезные перебои», — говорит Галина Базилевская.

Ученые делят геомагнитные штормы на несколько классификаций:

• незначительные магнитные бури, обозначаемые G1, случаются около 1700 раз за 11-летний цикл и не оказывают особого влияния на электросети, электронные приборы;
  
  
• умеренные бури G2 происходят примерно 660 раз за 11-летний цикл. Могут иногда вызывать внезапные перепады напряжения и выводить из строя электрические трансформаторы, а также влиять на движение космических аппаратов;
  
  
• сильные возмущения G3 бывают до 200 раз за 11-летний цикл. Они всегда вызывают перебои в энергосистемах, радио- и телесигналах, мешают спутниковой навигации;
  
  
• мощные штормы G4 возникают около 100 раз за 11-летний цикл. В это время часто срабатывает сигнализация и другие защитные системы, а напряжение в электроприборах может колебаться. Ухудшается радиосвязь, вплоть до полного исчезновения радио- и телесигналов, а также спутниковой навигации;
  
  
• последствия экстремально сильных магнитных бурь класса G5 могут быть гораздо серьезнее описанных выше. К счастью, они случаются не чаще четырех раз за 11-летний цикл и выброс заряженных частиц в большинстве случаев, минуя Землю, направляется к Марсу, Юпитеру и другим космическим телам. Под их воздействием могут полностью отключаться электросистемы на больших территориях, выходить из строя космические спутники, полностью пропадать радио- и телесигналы.

Как магнитные бури влияют на технику?

Электрические поля, которые возникают при столкновении солнечного ветра с магнитосферой Земли, могут одновременно стать причиной серьезных проблем в разных точках планеты. К примеру, самый известный блэкаут произошел 13 марта 1989 года. В этот день на девять часов были обесточены сразу два города: Квебек в Канаде и Салем в США.

«Наиболее сильное за всю историю наблюдений геомагнитное возмущение было зафиксировано 1 сентября 1859 года. Тогда вышла из строя телеграфная связь во всей Европе и Северной Америке, а полярное сияние наблюдали даже в тропиках. Случись такая мощная магнитная буря сейчас, когда многие сферы нашей жизни зависят от работы техники, последствия могли бы быть катастрофическими», — говорит Галина Базилевская.

Чтобы уменьшить вред от солнечной активности, ученые составляют прогнозы ее изменений. Если ожидаются сильные геомагнитные возмущения, промышленные предприятия получают предупреждения об их приближении. В таких компаниях перепады электричества могут привести к серьезным проблемам. Поэтому специалисты отключают оборудование или минимизируют его использование, а также подготавливают резервную технику и запасные детали.

Как магнитные бури воздействуют на людей?

Большинство медиков относится к разговорам о воздействии магнитных бурь на здоровье людей скептически.

«В отличие от техники, организм человека почти не содержит металлов и не вырабатывает электроэнергию. Поэтому магнитные бури ему особо не страшны. Живые организмы обитают на Земле в условиях геомагнитных штормов миллиарды лет и за это время неплохо к ним адаптировались. Во многих случаях мы видим, что виной плохого самочувствия людей является на самом деле вовсе не солнечная активность, а другие причины», — говорит кандидат медицинских наук, терапевт и кардиолог Ярослав Ашихмин.

Сергей Булкин / NEWS.ru / TACC

Врач признает, что некоторые люди действительно страдают от магнитных бурь: у них повышается артериальное давление, возникают нарушения сердечного ритма или обостряются неврологические заболевания. Однако чувствительных к электромагнитному полю людей не более 20% от всего населения планеты.

Для остальных ухудшение самочувствия в период повышенной солнечной активности, как считает Ярослав Ашихмин, является результатом самовнушения или даже оправданием, позволяющим не воспринимать проблемы со здоровьем всерьез и не обращаться за медицинской помощью.

«Есть исследования чешских ученых, доказавших в 2022 году, что во время геомагнитного шторма происходит небольшой рост смертности среди пациентов, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Однако я бы рекомендовал взглянуть на эту историю иначе: если ваше состояние вдруг ухудшилось во время магнитной бури, это сигнал об отклонениях в деятельности той или иной системы организма. Значит, в нем появилось слабое звено. Нужно подробно обсудить это все с врачом, пройти медицинское обследование, сдать анализы, выяснить причину плохого самочувствия, а потом заняться лечением», — подчеркивает Ярослав Ашихмин.

По мнению врачей, магнитные бури и резкие перепады атмосферного давления могут негативно влиять на течение следующих заболеваний:

• артериальная гипертензия;
  
  
• ишемическая болезнь сердца;
  
  
• инфаркт миокарда;
  
  
• мерцательная аритмия;
  
  
• ряд болезней нервной системы.

Кроме того, есть заболевания, которые не только сами по себе ухудшают качество жизни пациентов, но и влияют на артериальное давление и сердечный ритм, особенно в дни магнитных бурь. В их числе — сахарный диабет, ожирение, болезни почек и «продленный» ковид, при котором иммунная система не смогла победить коронавирус и воспаление перешло в хроническую форму.

Нужно ли принимать лекарства во время магнитной бури?

По словам Ярослава Ашихмина, при незначительном ухудшении самочувствия во время геомагнитного шторма сначала можно выпить минеральной воды, отдохнуть, сменить вид деятельности. Если нет противопоказаний — 5–10 капель перечной мяты либо экстракта валерианы и пустырника, разведенных в воде.

Если эти простые средства не помогли, нужно обязательно обратиться к терапевту. Врач установит точный диагноз сам или направит больного к узкому специалисту — кардиологу, эндокринологу, неврологу. А может быть, человек нуждается в консультации психотерапевта, ведь чрезмерное волнение тоже может спровоцировать недомогание.

«Пациент должен в партнерстве с лечащим врачом подобрать курс препаратов и принимать их по установленной схеме. Тогда реакция на изменения атмосферного давления будет менее выраженной, — считает Ярослав Ашихмин. — Важно, чтобы люди с сердечно-сосудистыми заболеваниями понимали, что прерывать прием препаратов ни в коем случае нельзя. После их отмены в течение 5–7 дней они могут чувствовать себя хорошо, пока в организме сохраняются лекарственные вещества. А вот потом может наступить резкое ухудшение — гипертонический криз или даже инсульт».

Снизить риск осложнений во время магнитной бури также помогают физическая активность, правильное питание, похудение, полный отказ от курения и алкоголя. Не стоит забывать и о регулярных профилактических медосмотрах и диспансеризации. По нацпроекту «Здравоохранение» их можно пройти бесплатно.

https://объясняем.рф/articles/useful/privet-ot-colntsa-kak-magnitnye-buri-vliyayut-na-cheloveka-i-tekhniku/

Так называемое квантовое превосходство — предсказанная в теории возможность квантовых компьютеров на несколько порядков превзойти классические устройства по скорости и точности вычислений — пока не достигнуто. И хотя в прошлом году американский стартап Atom Computing (IBM) заявил, что взял эту высоту, создав 1000-кубитный процессор, ученые тут же подсчитали, что представленная технология имеет инженерные ограничения и далека от масштабирования.

Нынешний этап квантовой революции пока сугубо научный, и герои его — физики. Но в том, что очень скоро квантовые устройства выйдут на рынок, никто не сомневается. Они займут несколько ниш, в их числе сенсорика, криптография и кибербезопасность, моделирование реакций, оптимизация сложных систем. В более далекой перспективе квантовые компьютеры могут полностью вытеснить традиционную электронику.

Напомним, главное отличие «машин на кубитах» от привычных нам компьютеров в том, что для вычислений в них используется не биты, которые принимают одно из двух значений — 0 или 1, а квантовые биты, которые находятся одновременно в двух состояниях или, по-научному, в суперпозиции. Это позволяет одному кубиту выполнять два вычисления сразу, а когда два кубита связаны с помощью эффекта квантовой запутанности, они могут выполнять уже 22, или 4 вычисления; три кубита — 23, или восемь вычислений, и так далее.

В этом году Россия вошла в топ-5 стран — обладателей 50-кубитного квантового компьютера. Его создали ученые Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) и Российского квантового центра при поддержке «Росатома». О том, как развивается квантовая гонка, кто инвестирует в квантовые технологии, каковы сильные и слабые стороны России и какого профита ожидать от квантового превосходства, мы поговорили с директором ФИАНа, членом-корреспондентом РАН Николаем Колачевским.

— Николай Николаевич, сейчас очень много говорят о квантовой гонке, как когда-то о космической или ядерной. А существует ли она в реальности и если да, то по каким направлениям?

— Квантовая гонка, конечно, существует, ее можно считать продолжением другой гонки, лазерной, которая в итоге материализовалась в конкурирующие системы спутниковой навигации, которыми сейчас владеют всего несколько стран. В 1990-х годах с помощью лазеров стали проводиться эксперименты с кубитами: лазерные лучи надежно фиксировали атомы в заданном месте, а спектроскопические методы позволяли работать с квантовым состоянием электронов в них.

Но если двадцать — двадцать пять лет назад идеи великих основателей квантовой теории — Эйнштейна, Гейзенберга — мы развивали на бумаге, то сегодня появились первые квантовые приборы, и на наших глазах разворачивается настоящая битва за владение этими технологиями. Сейчас в приоритете три направления: передача информации, которую невозможно расшифровать, квантовое вычисление и квантовые сенсоры для навигации.

— А от чего зависит лидерство в этом соперничестве? Если в полупроводниках это была битва за уменьшение размеров транзисторов на чипе, то здесь к чему все стремятся?

— Если говорить про коммуникации, лидером в квантовой гонке в этой части будет тот, кто в масштабах страны сделает квантово защищенные линии связи и переведет их в режим сервиса для людей. Грубо говоря, чтобы у вас пароль на «Госуслугах» был квантово защищенный.

В области вычислений — создание квантового компьютера, с помощью которого можно синтезировать новое лекарство или оптимизировать производственный процесс.

Если говорить про сенсорику, то это создание сенсоров для навигации, не зависящей от спутников, и более чувствительных сенсоров для медицины, которые позволят выпускать IоТ-устройства, к примеру для контроля частоты сердечных сокращений, артериального давления, температуры, для пациентов, которые физически не присутствуют в медучреждении. В сенсорике выиграет тот, кто первым создаст маленькие, точные и дешевые квантовые сенсоры.

Что касается непосредственно науки, то гонка идет за количеством и качеством кубитов, с помощью которых и достигается то самое превосходство квантовых компьютеров над классическими, о котором сейчас много говорят. Несколько сотен идеальных кубитов позволят раскладывать на множители 256-битные числа и фактически решать очень сложные задачи.

Созданный в октябре 2024 года российский квантовый компьютер имеет мощность 50 кубит и базируется на ионной платформе. Кубиты создаются на основе ионов иттербия. Достижение этого результата заняло у ученых всего четыре года, тогда как средний показатель продолжительности аналогичных исследований в мире — 15 лет.

В этом проекте Россия стала третьей страной после Австрии и США, которая использовала кудитную технологию, то есть задействовала в операциях многоуровневые кубиты — кудиты, кодирующие более двух состояний. Это позволило без дополнительных затрат удвоить количество кубитов в системе. Доступ к российскому квантовому компьютеру осуществляется через облачную платформу, с помощью которой могут быть запущены базовые квантовые алгоритмы.

— Каково соотношение сил в мире по квантовым технологиям? Где в этой иерархии находится Россия со своей разработкой 50-кубитного компьютера?

— Безусловно, мы участники нынешней большой квантовой гонки. До нас в этой иерархии были США, Китай, Великобритания и, как ни странно, Австрия. Россия, получается, пятая. Безусловное лидерство здесь сохраняют США, где очень много ярких ученых и развита не только наука, но и технология, что очень важно, поскольку немалая часть задач в области квантовых вычислений эквивалентны задачам микроэлектроники. Поэтому и управляют этими процессами такие гиганты, как Google, Microsoft, IBM, с которыми на мировом уровне всем тягаться очень тяжело. У них сотни высокооплачиваемых специалистов по поиску алгоритмов для квантовых компьютеров. Опять же инвестиции не только государственные, но и частные. Туда вкладываются миллиарды долларов, хотя в масштабе финансирования графических ускорителей и искусственного интеллекта это все равно будут копейки. Просто у них все организовано так, что они получают максимум возможностей.

Китай занимает другую позицию, у них, наверное, результаты чуть менее яркие, ближе к тому, как развивается это направление в России. Но они берут масштабом. То есть, условно говоря, на каждые наши две квантовые лаборатории у них будет тридцать, а на нашу тысячу километров квантовых коммуникаций у них десять тысяч. Такая вот экстенсивная китайская история. Это, конечно, не в нашу пользу, потому что число исследователей, которые занимаются в Китае квантовыми технологиями в широком смысле, гораздо больше, чем у нас, а, как мы помним, количество в какой-то момент переходит в качество. Наш масштаб небольшой: в дорожной карте по квантовым вычислениям участвуют всего шесть организаций, в каждой из которых имеется по несколько квантовых лабораторий с численностью человек по двадцать. Это, конечно, немного.

Для нас важнее не рынок, а создание собственных критических технологий. Мы исторически, начиная с 1940-х годов, жили в парадигме рисков и вызовов. Как типичная гонка развивался атомный проект, а сейчас — квантовый

При этом у нас исторически очень хорошая научная база, очень много ярких идей в области квантовой оптики, твердотельной наноэлектроники и фотоники. Но мы довольно сильно отстаем именно по технологической части. Это наша ахиллесова пята, я бы сказал. Многие вещи связаны, например, с тем, как сделать какой-нибудь специфический чип или вырастить структуру. Нам это существенно сложнее, чем американцам и даже китайцам. Поэтому мы пытаемся опередить их именно с качественной, научной точки зрения.

В этой квантовой гонке также участвует Великобритания, там очень сильные исследования, и своих позиций англичане, конечно, не отдадут. В Европе квантовые технологии успешно развивают Австрия и Франция — там в приоритете направление сенсорики, Германия начинает подтягиваться к ним. Упорно вкладывают в квантовые технология Индия, Австралия. То есть мы находимся в таком сильно конкурентном пространстве, где нужно двигаться очень быстро.

За рынок будем бороться

— И тем не менее аналитики отмечают резкое падение инвестиций в квантовую отрасль в США, по итогу 2023 года —на 80 процентов….

— Я это связываю с перегревом ожиданий, это такой типичный биржевой цикл. Я не игрок на бирже, но я представляю себе, что, когда появляется какая-то свежая идея, все туда вкладываются, идет огромный всплеск, потом начинается охлаждение и все это выходит на более или менее стабильный уровень. Да, были перегреты немножко ожидания, особенно в области квантовых вычислений. Года три-четыре назад везде писали, что квантовый компьютер полностью заменит классический. Он будет очень мощный, дешевый и будет доступен каждому.

Но, скорее всего, этого не произойдет. Перспектива, которая точно просматривается, более скромная: ускорители на квантовых процессорах и квантово вдохновленные алгоритмы, с помощью которых будут решаться специфические задачи. Инвесторам это стало скучнее, они сейчас с большим энтузиазмом вкладываются в NVidia. Хотя любой инвестиционный бум — в широком смысле перегретая история. Я скажу так: рыночная капитализация — это то, за что никогда не купят Microsoft, и то, за что никогда не продадут «Газпром».

При этом нельзя говорить, что квантовый бум схлынул в ноль. Крупные корпорации вкладывают огромные деньги и человеческие ресурсы в это направление. Здесь можно привести аналогию с высокотемпературной сверхпроводимостью. В 70-е годы прошлого столетия было ожидание, что вот сейчас изобрели высокотемпературные сверхпроводники, и у нас все заработает по-другому: и поезда, и автобусы, и телефоны. Если бы тогда рыночные механизмы были развиты как сейчас, это тоже был бы огромный надутый пузырь, все начали бы вкладываться в эти технологии, в производство. Но тогда такого не было. Спустя двадцать лет высокотемпературные сверхпроводящие системы не стали массовым явлением, не вытеснили двигатели внутреннего сгорания, но заняли свои ниши во многих областях, в том числе в критически важных. И без всякого бума.

— Как выглядит инвестиционный ландшафт квантовых технологий? В России и Китае наверняка основной инвестор — государство, а в США — корпорации?

— Я бы сказал, что государство как инвестор везде играет ключевую роль. У меня по этому поводу есть некоторая внутренняя позиция. Я со свечкой не стоял, но убежден, что на ровном месте Илон Маск не мог появиться, он получал и получает бюджетные деньги, прокаченные через какой-нибудь JPMorgan. Америка — это один большой банк. Декларируется, что там за редким исключением вообще нет государственных денег в науке и технологиях, все как бы частное. Но лично я в это не верю, особенно если это касается старта совершенно новых капиталоемких направлений. Просто у них все по-другому устроено. Есть огромные корпорации, которые также могут пользоваться деньгами налогоплательщиков в разных формах и одновременно вкладывать свои средства, это позволяет им участвовать и в научной гонке, и в технологической. Google вот уже вышел в ранг производителей нобелевских лауреатов, это надо очень серьезно воспринимать.

У нас совершенно другая история. Ключевой и, наверное, единственный инвестор в квантовую тематику — государство. Даже те деньги, которые мы формально считаем частными инвестициями, — это бюджетные деньги, пропущенные через какие-то структуры. Так, например, работают госкорпорации, которые являются получателями бюджетных денег, а дальше они ведут себя как частные компании. К 2030 году президент поставил задачу достичь паритетного финансирования науки от государства и негосударственных структур, посмотрим, как это будет реализовано в квантовых технологиях.

Мы исторически, начиная с 1940-х годов, жили в парадигме рисков и вызовов. Как типичная гонка развивался и атомный проект. Советскому Союзу надо было в течение двух лет наверстать этот угрожающий разрыв. Сейчас искусственный интеллект, квантовые вычисления оцениваются как потенциальные угрозы. Дай бог, чтобы это все оказалось хорошим, гражданским, интересным, развивающим сознание человечества направлением. Но ведь всегда все можно повернуть по-другому.

В Китае вообще нельзя разобраться, как там финансирование устроено. Я пытался это сделать, но это отдельный мир — и как контроль денег там осуществляется, и как развитие проектов.

— Каков ваш прогноз относительно того, как будет формироваться рынок будущих квантовых устройств? Есть ли вообще понимание, как выходить на рынок с этими технологиями, если это вообще нужно делать?

— Это очень сложный вопрос. То есть, с одной стороны, совершенно правильный тезис, что, если ты создаешь высокотехнологичную компанию со специфической продукцией и хочешь, чтобы у тебя окупалось производство, тебе нужно выходить на мировой рынок, так как на локальном рынке не будет окупаемости. Так устроена финансовая арифметика.

Но именно в России ситуация сложнее, потому что большинство технологий, которые мы сейчас обсуждаем, считаются критически важными. Соответственно, все российские организации, которые занимаются этой тематикой, находятся под санкциями. ФИАН попал еще в первую санкционную волну, так же как и Московский физико-технический институт. И это прямо было написано: по причине того, что мы занимаемся квантовыми технологиями. Блокирующие санкции довольно неприятная штука, они нам мешают публиковать статьи в журналах, закупать оборудование, и, главное, они очень надолго, скорее всего навсегда.

Поэтому для нас важнее не рынок, а создание собственных критических технологий. Может быть, они будут частично только окупаться. Но надо с ними выходить на широкий рынок или нет?

Может быть, частично надо, может, в дружественные страны мы сможем продавать наши устройства. Мы с удовольствием такие планы строим. Другой вопрос, что там рынок не сформировавшийся, но там, где мы можем бороться, будем это делать.

В этом плане, конечно, трудно будет соперничать с Китаем. Они только начинают делать слепки в лаборатории и уже говорят: а это мы можем для вас сделать, вы можете это у нас купить по такой-то цене. В России совершенно другая идеология, с очень сложной регуляторикой, с постоянной оглядкой на то, как бы не вывезти какие-то секреты. Не думаю, что у нас будет много квантовых стартапов, специалисты не хотят туда идти, потому что проблем можно себе нажить гораздо больше, чем заработать денег.

На мой взгляд, путь от исследований до продаж, включая попытки зарубежных продаж, должен быть короче и менее зарегулирован.

Чипы делаем сами

— Что представляет собой российский квантовый компьютер?

— Мы одна из немногих стран в мире, которая развивает все четыре основные платформы квантовых вычислений — сверхпроводящую, ионную, на нейтральных атомах и на фотонах. Сверхпроводящая платформа представляет собой маленький чип с малоразмерными структурами, который помещен внутрь криостата. К этому чипу подведены кабели, чтобы охладить его до температуры минус 273 Цельсия, то есть почти до абсолютного нуля. На всех картинках с квантовым компьютером мы как раз видим этот криостат в виде цилиндра, а сама вычислительная система спрятана внутри.

В ионной платформе сердцем служит не чип, а отдельные атомы, которые висят в небольшой вакуумной камере. Вокруг этого сосредоточено большое количество оптики, лазеров, пучков, и все это тоже подключено к компьютеру. Выглядит как лабораторная оптическая установка. Сейчас она достаточно громоздкая, в будущем сделаем ее более компактной, чтобы можно было поставить в систему размером со шкаф.

Мы одна из немногих стран в мире, которая развивает все четыре основные платформы квантовых вычислений — сверхпроводящую, ионную, на нейтральных атомах и на фотонах

Платформа на нейтральных атомах основана на технологиях в области лазерного охлаждения, магнитно-оптической ловушки и оптического пинцета. Сначала из расплава определенных металлов массив атомов вытягивается в вакуумную камеру, далее с помощью системы лазерных лучей создается ловушка, которая захватывает атомы, выполняющие роль кубитов, при взаимодействии с лазерным излучением они замораживаются до почти неподвижного состояния. Кубиты подготавливаются с помощью оптической накачки.

Фотонный квантовый компьютер выглядит как разветвленная линейная оптическая цепь. Установка включает множество оптических устройств, по которым проходит свет: источники, светоделители, зеркала и детекторы фотонов на выходе. Важную роль в таком компьютере играют интерферометры — специальные системы, которые используются для управления взаимодействием фотонов и создания квантовых вентилей. Последние нужны для выполнения логических операций с кубитами.

— Какие чипы используются в наших компьютерах – в тех платформах, где они есть?

— Чипы со структурами в сотни нанометров. На них навешиваются конденсатор, резонатор, и все это имеет размер порядка одного миллиметра. Литографические технологии, которые при этом используются, имеют разрешение в сотню нанометров.

— Получается, Россия их самостоятельно может производить?

— Да, в России как минимум три организации владеют такой технологией — МГТУ имени Баумана, Центр коллективного пользования в МФТИ и Институт нанотехнологий микроэлектроники РАН. Для нас эта технология оказалась проще, чем технология микроэлектроники, здесь мы менее зависимы от зарубежных поставщиков. Сейчас мы умеем делать 10-кубитные чипы, 16-кубитные, 20-кубитные. Другой вопрос, что есть ограничение по криостатам, их приходится закупать, но у нас тоже уже готовится по ним свой проект. Но в целом квантовые компьютеры нам кажутся более реалистичными, чем классические, для производства которых нужны более сложные техпроцессы. Хотя и квантовые технологии будут усложняться, сейчас научная гонка напрямую связана с технологической.

— На сколько процентов квантовый компьютер, собранный в ФИАНе, российский?

— Примерно на 50 процентов. Зарубежной является обслуживающая электроника и, как ни странно, некоторые лазерные системы для определенных научных целей. А все так называемые критические компоненты — отечественные. Что касается следующего этапа, перехода к более сложным чипам в 100, 200, 300 кубит, то я допускаю, что технологические задачи будут сложнее, но так или иначе мы с ними справимся.

Начнем с логистических задач

— Что представляет собой софт для квантового компьютера, он же вообще создается не в логике двоичной системы?

— Действительно, вопросы программирования на квантовом компьютере особенные, там совсем другая логика, хотя сейчас мы делаем компьютеры, которые выполняют последовательные операции. Мы имеем сотни хороших квантовых алгоритмов с доказанным ускорением относительно классических, но при имеющихся мощностях компьютеров пока их преимущества использовать не удается. Надо иметь несколько сотен идеальных кубитов.

Сильная наша сторона как раз в алгоритмистах. Мы сотрудничаем с группой одного из лучших в мире специалистов по квантовым информационным технологиям, молодого и уже известного ученого Алексея Федорова из Российского квантового центра, там у него очень яркие ребята и своя идеология написания квантовых алгоритмов.

Сейчас мы в эпохе так называемых шумных квантовых компьютеров. Задача программистов — оптимизация алгоритмов с целью уменьшения количества операций. Пока используются алгоритмы коррекции ошибок, так же как в начале эпохи классических компьютеров.

В области софта поле для работы огромное. Квантовый компьютер — это ведь еще и конструктор волновой функции с большим количеством коэффициентов перед комбинациями базисных состояний.

Многие группы математиков занимаются постквантовыми или квантово вдохновленными алгоритмами шифрования, которые будут устойчивы к потенциальной атаке квантового компьютера. И это тоже один из признаков квантовой гонки. Математическое, криптографическое научное сообщество всколыхнулось и ищет способы развивать свои направления. Вот недавно была такая провокационная новость, что блокчейн взломали с помощью квантового компьютера. На самом деле это китайцы на DeWave попробовали разложить некоторое число, причем совсем не того масштаба, который требуется для взлома блокчейна. Как мне сказали коллеги из криптообласти, поскольку курс биткоина никак не изменился, значит, все это неправда.

Но тем не менее эта вибрация в воздухе, что такое может случиться в любой момент, пусть даже через пять или десять лет, стимулирует развитие области.

— Как будет использоваться российский квантовый компьютер? Кто будет на нем работать, с какой целью?

— У нас есть две задачи, которые мы перед собой ставим к 2030 году. Первая более простая, она связана с образованием и наукой. Она предусматривает создание облачной платформы, куда пользователь может зайти через свой ноутбук и начать работать на 20-кубитном квантовом компьютере — смотреть алгоритмы, их результаты, публиковать по ним научные статьи. Эта задача уже практически решена. Сейчас пока открытого доступа к платформе нет, чтобы каждый мог в нее войти и посчитать что-то, надо еще согласовывать программу исследований, но в принципе все готово.

А вторая задача гораздо более интересная и сложная — внедрение квантовых вычислений в прикладные сферы. Например, в фармацевтику для синтеза новых лекарственных веществ и предсказания молекул лекарств, в логистику портов, логистику движений людей или автомобилей в каком-то пространстве, кораблей по всему пути. В финансовую сферу — для оптимизации процессов инвестирования и управления рисками, повышения эффективности операций и обработки платежей.

Начнем с решения логистических задач внутри атомной отрасли. Там некоторые простые задачки решены, и, честно скажу, квантовые вычисления пока не дают в них никакого опережения по сравнению с классическими. Но люди учатся, смотрят, какие типы задач можно решать, как они потенциально могут быть масштабированы. К 2030 году уже будем ставить настоящие задачи. И хотя никто в мире еще не продемонстрировал, что квантовый компьютер способен приносить реальную пользу человечеству, ожидания от него очень высокие.

В ближайшей перспективе должны появиться устройства для квантовой связи, которую невозможно расшифровать, более мощные компьютеры, значительно опережающие классические, и устройства навигации для областей, где нет сигнала ГЛОНАСС и GPS. Что же касается глобальных перспектив — что все мы будем опутаны квантовыми проводами и квантовые приборы будут чуть ли не в каждом доме и даже в каждом кармане у человека, — пока это очень неопределенно. Через дистанционные сервисы, скорее всего, мы будем с ними соприкасаться, но на бытовом уровне они вряд ли будут настольно распространены, что вытеснят все, чем мы сейчас пользуемся. Однако скепсис по этому поводу не отменяет того факта, что развитие технологий идет очень быстро и эта научно-технологическая гонка ускоряется.

Источник: https://monocle.ru/monocle/2024/45/vdokhnovlennyye-prevoskhodstvom/

https://лазер.рф/2024/11/07/29732/