December 29th, 2020

Новое квантовое устройство может работать и как двигатель, и как холодильник



Ученые из Японии представили первую наномашину, которую можно использовать для нагревания и охлаждения. Ее эффективность выше, чем у аналогичных устройств.

Инженеры из Лаборатории RIKEN создали многозадачную наномашину, которая может одновременно работать как тепловой двигатель и как холодильник. Устройство одним из первых показало, как квантовые эффекты, регулирующие поведение частиц в мельчайших масштабах, можно использовать для повышения эффективности нанотехнологий.

Обычные двигатели и холодильники работают, соединяя две емкости с жидкостью. Сжатие одного из них приводит к нагреву жидкости, в то время как при быстром расширении другого жидкость охлаждается. Если эти операции выполняются в периодическом цикле, жидкости будут обмениваться энергией, и систему можно использовать как тепловой двигатель или холодильник.

По словам Кейджи Оно из Лаборатории усовершенствованных устройств RIKEN, ранее невозможно было настроить наномашину, которая бы выполняла обе задачи одновременно.

Теперь физики разработали наноустройства, некоторые из которых основаны на одиночных атомах.

В квантовом варианте теплового двигателя электрон используется в транзисторе. Электрон имеет два возможных энергетических состояния. Команда может увеличить или уменьшить разрыв между этими энергетическими состояниями, применяя электрическое поле и микроволны.

«Это может быть аналогом операции расширения-сжатия жидкости в камере», — отмечают исследователи. Устройство также излучало микроволны, когда электрон переходил из высокоэнергетического уровня в низкоэнергетический.

promo nemihail 16:00, Субота 51
Buy for 20 tokens
Удивительно, но порой даже коренные москвичи этого не знают, да чего греха таить, даже я до этого года об этом не знал. (фото: Яндекс Картинки, кадр из к/ф Во все тяжкие) С начала года я нашел инвестиционную нишу, в которую залез с головой. Это не системная история, это просто ниша на…

Успешно испытан энергоэффективный микропроцессор на сверхпроводниках



С развитием современных вычислительных технологий возрастает и потребность в вычислительной мощности, вместе с которой растут и расходы электроэнергии. Японские инженеры разработали прототип микропроцессора, который потребляет в 80 раз меньше энергии, чем современные аналоги. Для этого они взяли за основу сверхпроводники, охлажденные до 4,2 Кельвина.

«Инфраструктура цифровых коммуникаций, которая поддерживает Информационный век, в котором мы живем, использует примерно 10% от глобальной выработки электричества. Исследования говорят о том, что в наихудшем случае, если не произойдут фундаментальные перемены в технологии, лежащей в основе нашей коммуникации — аппаратного обеспечения крупных дата-центров или электроники, обеспечивающей связь — мы сможем наблюдать, как расходы на электричество достигнут 50% мировой выработки к 2030 году», — заявил Кристофер Айала из Национального университета Йокогамы, ведущий автор исследования.

Для решения этой проблемы команда ученых использовала энергоэффективную сверхпроводящую электронную структуру — адиабатический квантовый параметрон (AQFP) — который должен стать кирпичиком для высокопроизводительных микропроцессоров нового поколения, потребляющих крайне мало энергии, пишет EurekAlert. Исследователи доказали способность AQFP выполнять высокоскоростные вычисления, разработав первый в мире адиабатический сверхпроводящий микропроцессор — 4-битный прототип, названный ими MANA (Monolithic Adiabatic iNtegration Architecture).

Испытания MANA доказали, что он способен выполнять все аспекты вычислений, то есть обрабатывать и хранить данные. Также ученые показали на отдельном чипе, что обработка данных может происходить с частотой 2,5 ГГц, то есть на уровне современной компьютерной технологии. В дальнейшем разработчики намерены повысить это значение до 5 — 10 ГГц.

Поскольку AQFP собран из сверхпроводников, для работы прототипа его приходится охлаждать до 4,2 Кельвина. Но даже в этом случае он потребляет в 80 раз меньше энергии, чем современные полупроводниковые устройства в компьютерных чипах.

Теперь, когда японские ученые доказали работоспособность архитектуры, они планируют оптимизировать чип и установить его масштабируемость и потенциал быстродействия.

Новый алгоритм находит незаконную вырубку леса по снимкам из космоса



Институт ИИ российского ИТ-вуза совместно с компанией «Инногеотех» и Министерством природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Пермского края разработал подсистему мониторинга лесоизменений для системы «Умный лес». Сервис отслеживает незаконные вырубки, пожары и другие изменения. Об этом «Хайтеку» сообщили в пресс-службе Университета Иннополис.

Ранее в 2020 году подсистему мониторинга лесоизменений апробировали в тестовом режиме на всей территории лесного фонда Пермского края. Цель — выявить незаконные вырубки. За это время было выявлено 679 объектов с лесоизменениями, проведена верификация объектов изменений лесничествами Пермского края. Подсистема показала высокую точность и оперативность и сейчас её готовятся полностью интегрировать в РГИС «Умный лес».

По словам Михаила Никитина, начальника управления охраны, защиты и надзора в лесах Министерства природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Пермского края, система повышает эффективность контрольно-надзорной деятельности в регионе. Кроме того, она снижает затраты на патрулирование за счет оптимизации обследований лесного фонда. Реагировать на конкретные сигналы, отображаемые на карте гораздо проще и быстрее. Благодаря этому находится все больше объектов с предполагаемыми нарушениями. Данные подсистемы в будущем можно будет использовать как доказательную базу в контрольно-надзорной деятельности и судах.

Разработчики Университета Иннополис и компании «Инногеотех» создали алгоритм, который нивелирует характерную для нейросетей проблему пропусков маленьких объектов: алгоритмы определения вырубок работают с объектами размером от 3*3 пикселя. Также была решена проблема наличия дымки от облаков на изображениях — алгоритмы автоматически отличают дымку на небе от лесоизменений, раньше для этого проводилась дополнительная обработка. Алгоритмы работают летом и зимой со снимками с космоаппаратов Landsat 8 и Sentinel 2.
Collapse )

Подтвердилась теория о том, что жизнь на Земле возникла из смеси РНК-ДНК



Химики из института Scripps Research в Сан-Диего, Калифорния сделали открытие, которое подтверждает недавнюю теорию о том, как возникла жизнь на Земле. Результаты публикует Angewandte Chemie.

Ученые выяснили, что простое соединение — диамидофосфат (DAP) — которое, вероятно, присутствовало на Земле до возникновения жизни, могло химически связать вместе крошечные строительные блоки ДНК (дезоксинуклеозиды) в нити первичной ДНК.

Diamidophosphate (DAP) — это ион, который впервые был использован для фосфорилирования сахаров в водной среде. Диамидофосфат может образовывать соли, такие как диамидофосфат натрия или кислая фосфородиамидная кислота. Фосфородиамидная кислота может кристаллизоваться в виде тригидрата. Предполагается, что это вероятный первичный реагент при появлении первых пептидов, липидов и нуклеотидов клеточных мембран — предшественников всей жизни на Земле. В пресс-релизе Исследовательского института Скриппса (Scripps Research) от 6 ноября 2017 года DAP был описан как «соединение, которое могло сыграть решающую роль в происхождении жизни на Земле».

Это и предыдущие схожие открытия, указывают на возможность того, что ДНК и ее близкая химическая родственница — РНК — возникли вместе, как продукты аналогичных химических реакций. Также это доказывает, что первые самовоспроизводящиеся молекулы — первая жизнь формы на Земле — были смесью ДНК и РНК.

Новое открытие проливает свет на то, как впервые возникла жизнь на Земле. В частности работа ученых из Scripps Research открывает путь для более обширных исследований того, как именно самовоспроизводящиеся смеси ДНК-РНК могли развиться и распространиться на древней Земле и в конечном итоге положили начало более зрелой биологии современных организмов.

Год российского бизнеса в цифрах от Точки



Статистика — это всегда интересно, а в такой год, как 2020, особенно. Пандемия принесла за собой локдауны целых стран и поставила под вопрос существование нескольких отраслей бизнеса. При том, что с подобными проблемами бизнес столкнулся впервые, выводы из ситуации вполне-таки банальные: выжили самые приспособленные. Чтобы в этом убедиться, аналитики банка Точка проанализировали свою базу данных, открытые источники и подготовили отчет о состоянии российского бизнеса в 2020 году.

Что происходило с отраслями

Чтобы проанализировать тенденции в разных отраслях, мы взяли данные о компаниях, открытых до 2019 года. Так мы исключили влияние жизненных циклов молодой компании на результаты аналитики. В выборку вошли бизнесы, показывающие уверенный рост и имеющие проверенные бизнес-модели. Мы сравнивали результаты 11 месяцев 2020 года к 11 месяцам 2019.

Общий объем выручки существенно вырос в нескольких сферах: разработка программного обеспечения, производство одежды (тут сказался массовый пошив масок), интернет-магазины, медицинская отрасль, торговля непродовольственными товарами. Сильнейшее пике совершил туристический бизнес, сфера спортивных и развлекательных мероприятий. Все логично: мы сидели по домам в мечтах об отпуске, скупали маски и другие товары в интернет-магазинах.

Рестораны и кафе, которые изначально были ориентированы на доставку, лучше справились с 2020 годом и практически не потеряли в объеме выручки. При этом те заведения, которые подстроились под обстоятельства и запустили доставку, не смогли компенсировать падение выручки от весеннего локдауна.
Collapse )