Российские и японские физики разработали первое скоростное компактное устройство, позволяющее управлять движением сигналов внутри сверхпроводящих квантовых компьютеров, не нагревая их и не внося помехи в их работу. Об этом сообщила пресс-служба МФТИ.

"Созданный исследователями переключатель пространственных каналов на чипе квантового процессора является первым в мире устройством, лишенным всех недостатков, которыми обладают все его известные зарубежные и российские аналоги. В их число входит низкая скорость работы, узкая практическая применимость, сложности в изготовлении и крупные размеры", - говорится в сообщении.

Это устройство было разработано группой российских и японских физиков под руководством профессора Университета науки Токио Цая Чжаошена. Оно представляет собой набор из двух разработанных российскими учеными волноводов, в которых скорость движения волн особым образом замедляется, и цепочек из нескольких специализированных конденсаторов и сверхпроводящих магнетометров (СКВИДов), которые связывают эти каналы друг с другом.

Характером этой связи, как обнаружили исследователи, можно гибким образом управлять при помощи источников внешних магнитных полей, что позволяет перенаправлять сигналы из одного канала в другой с минимальными затратами энергии и времени, что важно при проведении расчетов на сверхпроводящих квантовых компьютерах. Другим важным плюсом этой разработки является то, что она занимает мало места на чипе и при этом работает в очень широком диапазоне частот, от 4,8 до 7,3 ГГц.

"Меняя внешнее магнитное поле, мы меняем индуктивность цепочки СКВИДов и эффективную силу связи между волноводами. Когда связь становится достаточно сильной, сигнал проникает из одного канала в другой на определенной частоте. Таким образом мы можем реализовывать любое соотношение сигналов на выходе для любой частоты из рабочего диапазона 4,8-7,3 ГГц", - пояснил старший научный сотрудник МФТИ (Долгопрудный) Александр Семенов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Эти устройства, как отмечают ученые, позволят физикам значительным образом уменьшить число линий передачи сигналов внутри квантовых процессоров, что упростит и ускорит их разработку. Кроме того, подобные квантовые маршрутизаторы сигналов будут полезными при проведении опытов по квантовой оптике и при изучении процессов в других разделах физики, подытожили авторы разработки.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/20268439

Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ, Челябинск) изобрели новый способ очистки воды и собрали на его основе первую в России установку, которая удаляет радиацию, металлы, соли из воды, делая ее пригодной для использования в пищевой промышленности, социальных учреждениях, частных домовладениях. Об этом ТАСС сообщил аспирант кафедры водоснабжения и водоотведения Архитектурно-строительного института ЮУрГУ Максим Новоселов.

"На основе нашего с кандидатом химических наук Мариной Белкановой изобретения мы собрали и успешно испытали установку для одновременной очистки подземных вод от радона, альфа-активности, железа, марганца, солей жесткости и углекислоты. Подобных технических решений в России нет", - сказал собеседник агентства. По его словам, созданная установка будет наиболее полезна для объектов в сельской местности, где нет водопровода либо наблюдается дефицит водопроводной воды. Ее можно применять на предприятиях пищевой индустрии, в медпунктах, школах, в фермерских хозяйствах. Кроме того, ее можно использовать в дачных товариществах, в частных домах. "Каждый этап своей работы мы успешно протестировали на объектах в Челябинске, Чебаркуле, Лазурном", - отметил собеседник агентства.

Аспирант пояснил, что новый способ очистки воды основан на сочетании двух методов. Это Na-катионирование и аэрирование. "Мы решили ту проблему, что после катионирования вода становится агрессивной, даже вызывает коррозию сантехники. Для этого мы изобрели аэратор подземных вод, сочетающий в себе два способа физической дегазации воды, а следующим изобретением стало оснащение этого аэратора погружным насосом, чтобы сделать работу установки практически бесшумной", - рассказал Новоселов. Южно-Уральский университет сфокусирован на междисциплинарных проектах в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году он победил в конкурсе по программе "Приоритет 2030". Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра "Передовые производственные технологии и материалы", созданного для объединения потенциалов образовательных и научных организаций реального сектора Свердловской, Челябинской и Курганской областей по нацпроекту "Наука и университеты".

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/20268715

Ученые Московского авиационного института (МАИ) разработали двигатель для низкоорбитальных спутников связи и навигации, который позволит им более трех лет оставаться на орбите. Об этом сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.

"Специалисты Научно-исследовательского института прикладной механики и электродинамики МАИ разработали высокочастотный ионный двигатель с электродами из углерод-углеродного композиционного материала. Это наиболее подходящий тип двигателя для низкоорбитальных малых космических аппаратов. Спутники малых орбит в диапазоне от 250 до 300 километров являются очень перспективными для космической отрасли. Работа на таких высотах значительно упрощает космические задачи, включая навигацию, дистанционное зондирование Земли и связь", - говорится в сообщении.

Как пояснили в институте, на низких орбитах остатки атмосферы тормозят космический аппарат, в результате чего он довольно быстро снижается. Срок активного существования низкоорбитальных спутников колеблется от нескольких дней до нескольких месяцев. Продлить работу можно при помощи двигателей. Существующие жидкостные ракетные двигатели способны увеличить этот срок до года, однако в этом случае масса целевой аппаратуры на борту спутника будет стремиться к нулю.

"Установка МАИ решает эту проблему. Расчетное время ее работы составляет 28 тысяч часов - более трех лет - при этом она обладает достаточной тягой, чтобы парировать сопротивление набегающего потока атмосферных газов. Предполагается, что двигатель будет работать на ксеноне или криптоне. Специалисты НИИ выбрали в качестве материала электродов углерод-углеродный композит, благодаря чему удалось добиться устойчивости к эрозии", - рассказали в вузе.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/20267359

Специалисты Белгородского государственного технологического университета имени В. Г. Шухова (БГТУ) разработали игровую платформу "Профгейм", которая помогает школьникам определиться с выбором профессии. В отличие от тестирования, интерактивный формат позволяет ребенку поработать выбранным специалистом в виртуальной организации, сообщили ТАСС в пресс-службе Платформы Национальной технологической инициативы (НТИ).

"На примере профессии экономиста игра будет начинаться с перечня задач, которые необходимо выполнить ребенку. [Он будет заниматься развитием организации, в том числе] за счет выбора и закупки оборудования, материалов для виртуальной организации, выпуска и продажи акций, выбора наиболее оптимальных инвестиционных проектов и оценки потенциального роста. Выполняя поставленные задачи, ребенок будет переходить на новый уровень в игре", - уточнила лидер проекта Лилия Мякушко, чьи слова приводит пресс-служба организации.

Использование решения поможет детям сформировать более точное представление о различных специальностях, считают разработчики. Пока на платформе доступны для ознакомления профессии экономиста и программиста.

"В дальнейшем список будет дополнен наиболее актуальными, интересующими пользователя профессиями при поддержке квалифицированных специалистов из разных сфер деятельности", - пояснили ТАСС в Платформе НТИ.

Проект реализован в рамках работы "Точки кипения" БГТУ. Авторы стали участниками акселерационной программы федерального проекта "Платформа университетского технологического предпринимательства".

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/20238573