Очевидно, что в будущем применение дронов будет в основном роевым. Китайские учёные пошли ещё дальше и задумались над платформой, которая одиночный аппарат моментально превращала бы в рой. Это дало бы преимущество, например, для работ в чрезвычайных условиях. В создании такой платформы помогла природа — наилучшим решением оказалась аэродинамика кленового семечка.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Кленовое семя или крылатка давно привлекает исследователей своим оптимальным сочетанием массы и аэродинамики. Имея всего один «пропеллер» крылатка вращается вокруг тяжёлого семени — центра масс — и может в ветреную погоду совершать многокилометровые перелёты. Чуть больше десяти лет назад, например, компания Lockheed Martin представила дрон-разведчик на основе аэродинамики крылатки. Рой таких дронов сбрасывался с самолёта, и дальше летел по ветру, собирая данные о наземных объектах и передавая на базу. Его вращение не мешало наблюдениям — стабилизировать цифровое изображение проще простого.

Китайские исследователи пошли дальше. Они решили не использовать носители типа самолётов или большие беспилотники. Для боевого применения это будет опасно — большую одиночную цель легче отследить и уничтожить. Вместо этого они разработали небольшие разделяющиеся дроны типа FPV-квадрокоптеров. Один такой дрон будет способен по команде разделиться на два, три и даже шесть самостоятельных дронов, которые начнут выполнять задачу в рое или по отдельности.

Испытание разделяемых дронов-крылаток. Источник изображения: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Каждый из дронов использует аэродинамику и форму кленового семени. Более того, обводы разделяющихся дронов пришлось модифицировать с учётом наиболее оптимальной общей аэродинамики, когда они летят в пачке. Также определённой проблемой было обеспечение высокоскоростной связи между дронами после разделения в воздухе. Но самые сложные задачи решены, и технология понемногу совершенствуется. У неё очень хорошие перспективы, считают разработчики. Когда одиночная цель внезапно превращается в шесть самостоятельных целей — это способно впечатлить любую ПВО.

Китайские учёные добились определённых успехов в разработке теорий, материалов, технологий и процессов, которые обещают кардинально изменить аэрокосмическую область и не только. Речь идёт о гиперзвуковом транспорте, который на начальном этапе может использовать электромагнитное ускорение. Технология также может найти воплощение в «гиперлупе» — гиперзвуковых поездах в вакуумных тоннелях.

Источник изображения: Weibo

В настоящее время в Китае есть ряд экспериментальных решений, создающих основу для моделирования и опытов. Как сообщается в недавно опубликованной статье в рецензируемом журнале Acta Aeronautica, процессы разгона и отделения воздушного судна от рельсотронной катапульты были исследованы в аэродинамической трубе и подвергнуты анализу на компьютере. Разработчики проекта подчёркивают, что им неизвестно о проведении подобных работ в США или в других странах. Между тем, анализ процессов в момент отделения самолёта от гиперзвуковой катапульты является одним из самых важных в процессе запуска.

На авианосцах ВМФ США для запуска самолётов используются паровые катапульты. При попытке перейти на электромагнитные катапульты инженеры столкнулись с трудностями. В частности, электромагнитные катапульты получили авианосцы типа «Джеральд Р. Форд». Сообщается, что у них достаточно большая частота отказов. Ещё раньше NASA отказалось от проекта разработки электромагнитной катапульты для замены первой ступени ракет. Тогда считалось, что для этого необходимо разогнать вторую ступень до скорости 700 км/ч. После работы над аналогичным проектом в Китае учёные пришли к выводу, что для отказа от первой ступени космолёт придётся разгонять до более высокой скорости.

В 2016 году в Китае начали разрабатывать проект «Тэнъюнь» — это многоразовая аэрокосмическая платформа с гиперзвуковым разгонщиком и космолётом. Как вариант рассматривается возможность разгона 50-тонного космолёта на гигантской электромагнитной стартовой трассе, которая придаст судну скорость до 1,6 Маха (1960 км/ч). После отделения от катапульты космоплан запускает свои двигатели и разгоняется до скорости, семикратно превышающей скорость звука. Тем самым будет достигаться колоссальная экономия на топливе.

Момент отделения 50-т машины размерами больше лайнера Boeing 737 будет критическим для системы и именно ему посвящены многочисленные эксперименты в аэродинамической трубе. Как выяснили учёные, при преодолении космопланом звукового барьера на катапульте между самолётом и землёй запускается каскад ударных волн. Нижняя часть аппарата начинает испытывать многочисленные ударные нагрузки из-за отражений ударных волн от близкой поверхности земли. Эти же ударные волны нарушают воздушный поток, создавая очаги воздушного потока дозвуковой скорости между аппаратом, электромагнитными салазками и треком.

Когда салазки достигают заданной скорости, они резко останавливаются, и происходит отделение космоплана. Хаотичный поток воздуха сначала поддерживает аппарат, но через четыре секунды, как показало испытание в аэродинамической трубе, поток срывается в нисходящую тягу. Для гипотетических пассажиров судна и экипажа в этот момент возникла бы кратковременная невесомость. Но по мере увеличения расстояния между самолетом и взлётной полосой интенсивность воздушного потока уменьшается, пока полностью не исчезнет. К этому моменту двигатели самолёта должны достичь необходимой тяги и создать ему условия для набора высоты.

Моделирование показало, что конструкция космоплана требует усиления в местах наиболее сильно подверженных аэродинамическим ударам. Но в целом, этот подход признан безопасным и осуществимым, как написали учёные в своей статье. Очевидно, что предложенный подход будут проверять на практике. Для этого уже построены две экспериментальные трассы. Трассы, что показательно, построены не только и не столько для аэрокосмического проекта, а для разработки поездов на магнитной подушке. Одна из них — 2-км вакуумная труба в промышленном центре Датун, провинция Шаньси, построенная Китайской корпорацией аэрокосмической науки и промышленности (CASIC), позволит разгонять маглевы в трубе с низким вакуумом до 100 км/ч. В перспективе длина трубы достигнет 60 км, по которой можно будет разгонять поезд до 5000 км/ч. На трассе будут проверяться возможности электромагнитного разгона, управления и всего прочего, что также найдёт применение в катапультах для космических запусков.

Аналогичную площадку также создали в Цзинане, столице восточной провинции Шаньдун, там проводятся похожие эксперименты со сверхскоростными электромагнитными санями под наблюдением Академии наук Китая (CAS). Наконец, в Китае также создаются обычные боевые рельсотроны, если слово «обычные» применимо к подобным проектам.

Всё вместе означает, что Китай понемногу развивает материально-техническую базу, которая в перспективе может произвести революцию в сфере запусков в космос. Если рельсовый ускоритель и гиперзвуковой космоплан станут реальностью, то цена доставки каждого килограмма полезной нагрузки на орбиту будет существенно дешевле $100 (до $60 и даже меньше).

Поставить искусственный интеллект на службу специалистов в медицинской сфере пыталась ещё компания IBM, а уж появление более доступных систем искусственного интеллекта сделало эту задачу менее затратной. Китайские разработчики решили применить искусственный интеллект в работе нейрохирургов, помогая им выработать правильную тактику лечения пациентов или более точно поставить диагноз.

Источник изображения: Unsplash, National Cancer Institute

С этого года в семи медицинских центрах китайской столицы начнёт испытываться медицинский чат-бот CARES Copilot 1.0, разработанный гонконгскими специалистами с использованием большой языковой модели Llama 2.0 американской компании Meta✴ Platforms. По словам разработчиков, в качестве аппаратной базы для чат-бота использовались около 100 ускорителей вычислений, причём это количество примерно в равной пропорции было поделено между Nvidia A100 и китайскими Huawei Ascend 910B, которые считаются близкими конкурентами. Китайские компании и учреждения не могут получать ускорители уровня Nvidia A100 в условиях американских санкций, поэтому в качестве альтернативы используют разработки Huawei.

Для обучения специализированной медицинской большой языковой модели использовалось около миллиона медицинских записей и научных трудов в сфере нейрохирургии. По замыслу создателей, нейросеть поможет не только точнее ставить диагноз, но и обрабатывать данные диагностических обследований, включая первичную информацию МРТ, УЗИ и КТ. Изображения, аудиозаписи и текст тоже будут по зубам этой системе, которая на определённом этапе развития сможет даже давать рекомендации врачам по поводу выбора правильной тактики лечения пациента. Китайские специалисты пожаловались на отсутствие доступа к передовым ускорителям Nvidia, но делают ставку на использование более точных данных для обучения языковой модели, которые должны позволить добиться хороших результатов даже при относительно слабой аппаратной базе.

В условиях ужесточаемых санкций США и их союзников китайским компаниям не так просто добиваться успехов в сфере высоких технологий, поэтому власти КНР решили не только увеличить субсидирование национальной науки, но смягчить условия привлечения иностранных инвестиций в приоритетные отрасли экономики Китая. Главная задача всех этих мер — обеспечить технологический суверенитет страны.

Источник изображения: SMIC

Власти КНР призвали к общей мобилизации ресурсов для достижения поставленной цели. В свою очередь, правительство готово увеличить субсидирование национальной науки, в текущем году бюджет на поддержку исследовательских проектов в сфере высоких технологий будет увеличен на 10 % до $51,5 млрд. Компаниям, которые демонстрируют хорошие результаты в стратегически важных отраслях китайской экономики, будет предоставляться финансовая поддержка. На поддержку фундаментальных научных исследований в прошлом году в целом власти Китая потратили $458 млрд, что соответствует 2,6 % ВВП страны.

Выступая перед китайскими парламентариями, премьер-министр КНР Ли Цян (Li Qiang) заявил, что нужно мобилизовать не только научные ресурсы, но и привлечь к этому процессу негосударственные источники, чтобы добиться прорыва в ключевых технологических сферах. Одновременно предлагается упростить доступ иностранных инвесторов на китайский рынок, чтобы обеспечить приток капитала в сферу естественных наук и производства высокотехнологичной продукции. Квантовые вычисления, искусственный интеллект, медицина и биотехнологии, аэрокосмическая сфера — вот те области китайской экономики, в которые власти страны желают упростить доступ иностранного капитала. Попутно планируется разработать меры поддержки молодых учёных в приоритетных отраслях и привлечения в них новых кадров.

Одна из задач современной астрофизики состоит в обнаружении источников космических частиц высоких энергий. Учёные не до конца понимают природу космических ускорителей, и обнаружение источников может дать подсказку для создания стройной теории. Судя по поступающим из Китая сведениям, учёным из Поднебесной первыми удалось обнаружить наиболее вероятный источник ускорения космических частиц — преимущественно протонов.

Обсерватория LHAASO. Источник изображения: Courtesy of the Institute of High Energy Physics

Наземная высотная обсерватория Large High Altitude Air Shower Observatory (LHAASO), которая следит за космическими лучами и гамма-излучением, впервые обнаружила в нашей галактике область пространства с исходящими из неё космическими лучами с энергией порядка 10 ПэВ (петаэлектронвольт, 10¹⁵ эВ). Эта область представляет собой своеобразный пузырь гамма-излучения в области звездообразования Лебедь OB2 на расстоянии от Земли 4700 световых лет.

Считается, что космические лучи с энергией частиц ниже 1 ПэВ исходят от внутригалактических астрофизических объектов. Частицы с энергией ближе к 10 ПэВ имеют неизвестное для науки происхождение. Наблюдение китайских учёных впервые позволило привязать космические лучи подобных энергий к астрофизическому объекту или явлению в нашей галактике.

В данных LHAASO астрофизики обнаружили указание на гигантский пузырь в области звездообразования Лебедь OB2, , внутри которой находилось множество фотонов с энергией более 1 ПэВ с максимумом на отметке 2,5 ПэВ. Это заставляло предположить, что внутри структуры находится некий природный ускоритель частиц, придающий им энергию. Мощности этого «ускорителя» хватает на то, чтобы разогнать частицы до 20 ПэВ и выбросить их за границы «пузыря».

Вероятным источником ускорения космических частиц учёные называют молодые и горячие звёзды типа O и B в центре области звездообразования Лебедь. Интенсивность гамма-излучения этих звёзд настолько большая, что это выбивает протоны из окружающего область межзвёздного газа и, тем самым, придаёт им колоссальное ускорение. Обсерватория продолжит наблюдать за этой и другими областями звездообразования, чтобы приблизить наше понимание наблюдаемых процессов.

Международная группа учёных во главе с китайскими астрономами впервые наблюдала самую маленькую звезду в истории. Она всего в семь раз больше Земли и вращается вокруг белого карлика в двойной системе на расстоянии 2760 световых лет от Солнечной системы. Существование таких звёзд впервые было предсказано 20 лет назад учёными из Китая, и теперь оно подкреплено независимыми наблюдениями учёных из США и Испании.

Художественное представление двойной системы с карликовой звездой. Источник изображения: Beijing Planetarium

Звёздная пара из белого карлика J0526B и субкарлика J0526A слишком тускла, чтобы увидеть малого компаньона. Но по изменению блеска J0526B учёные вычислили размеры, массу и период обращения самой маленькой звезды вокруг своего спутника. Обе звезды делают полный оборот вокруг общего центра масс за 20 суток. Масса J0526B составляет примерно 0,3 солнечной массы, а масса J0526A чуть меньше массы Сатурна. Субкарлики такой массы — фактически звёзды — учёным пока не попадались на глаза.

Примерно 20 лет назад китайские теоретики выдвинули гипотезу существования в двойных системах очень малых звёзд за счёт значительного обмена масс между партнёрами. Наблюдение показало, что в обнаруженной паре большая звезда имеет скорее яйцевидную форму, чем сферическую. Маленький партнёр достаточно плотный и вращается достаточно близко к главной звезде двойной системы, чтобы существенно искажать её форму.

Эта интересная звёздная система была обнаружена новым комплексом телескопов Университета Цинхуа-Ма Хуатенг (TMTS), построенным в 2019 году. Телескоп за счёт широкого поля зрения способен искать переходные процессы, и за время работы провёл астрометрию 27 млн звёзд. Система J0526B была отмечена как перспективная для детального изучения, и этот выбор себя полностью оправдал — учёные открыли нечто ранее не встречавшееся, а каждое такое событие — это расширение границ непознанного. Коллеги из США и Испании подтвердили находку с помощью собственных наблюдений на своих телескопах.

Ещё более точное подтверждение этой находки и других подобных последует после запуска новых гравитационно-волновых обсерваторий. Но это произойдёт уже в следующем десятилетии. Наземные обсерватории слишком малы, чтобы регистрировать гравитационные волны для объектов подобных масс.

Китайские учёные в журнале Nature опубликовали статью, в которой рассказали о разработке кальциевого аккумулятора потенциально лучшего, чем традиционные литиевые элементы. Интереснейшей особенностью новых кальциевых батарей обещает стать их способность производиться в виде тонких нитей, из которых можно будет изготовить ткань. Это также откроет путь к новым носимым устройствам и умной одежде.

Белая нить — это вплетённый в обычную ткань аккумулятор. Источник изображения: Fudan University

Когда-нибудь нам придётся распрощаться с литиевыми аккумуляторами по одной простой причине — его запасы на Земле ограничены. Зато кальция на Земле в тысячи раз больше, чем лития. Но это не единственная причина, по которой нам необходимо искать замену литийсодержащим аккумуляторам. Вопросы безопасной эксплуатации литиевых аккумуляторов также стоят на повестке дня, и их никто не снимал. Кальциевые элементы питания в этом плане сама невинность, на что также важно делать ставку.

Учёные давно подбираются к кальциевым соединениям, как к потенциальной альтернативе литию. Наиболее перспективными считаются кальциево-кислородные аккумуляторы, которые в процессе отдачи тока его потребителю (при разряде) берут кислород прямо из воздуха. Это очевидным образом поднимает химическую отдачу такого элемента до максимально возможного теоретического значения, ведь внутренний ресурс батареи освобождается от необходимости хранить этот компонент.

Глобальным недостатком кальциево-кислородных аккумуляторов считалась проблема образования мёртвого балласта в виде оксида кальция. Пока идёт разряд — кальцийсодержащий электрод взаимодействует с атмосферным кислородом и это ведёт к высвобождению электронов с попутным образованием оксида кальция — всё хорошо. Но обратной реакции по превращению оксида кальция в чистый кальций с высвобождением кислорода при комнатной температуре не было. Это означает, что зарядить такой аккумулятор простым образом нельзя. Реакция была возможна только при значительном нагреве, что в бытовых условиях просто невозможно.

Заслуга учёных из Университета Фудань (Fudan University) заключается в том, что они разработали подходящий жидкий электролит и «двухэлектронную» реакцию, которая при комнатной температуре восстанавливает электрод в процессе заряда кальциево-кислородного аккумулятора. Экспериментальный кальциево-кислородный аккумулятор пока не может похвастаться сравнимой с литиевыми аккумуляторами ёмкостью хранения энергии, но оказался способным выдержать 700 циклов заряда и разряда, что говорит о многом. Дальнейшее совершенствование разработки обещает сделать её сравнимой с литиевыми батареями при прочих выгодах — от дешевизны до массовости.

Отдельно перспективные аккумуляторы были изготовлены в виде волокна и на обычном коммерческом ткацком станке его вплели в ткань для одежды. Это наглядно показало, что кальциево-кислородные аккумуляторы могут стать элементами питания следующих поколений электроники как носимой на теле, так и встроенной в одежду.

Группа китайских учёных сообщила о разработке и испытании мощного микроволнового оружия для поражения беспилотников, самолётов и даже спутников. Но самое удивительное, что электричество для него вырабатывают четыре установленных на грузовик двигателя Стирлинга. Благодаря этому боевая платформа потребляет всего 20 % от мощности, необходимой для питания альтернативного энергетического оружия и может непрерывно работать четыре часа.

Примерный внешний вид двигателя Стирлинга. Источник изображения: CSSC

Это первое открытое объявление о создании боевого микроволнового комплекса на двигателях Стирлинга. В Китае двигатели Стирлинга разрабатываются для электрической генерации в условиях космоса и замкнутых пространств, например, для подводных лодок. Эти двигатели работают с замкнутым объёмом рабочего тела и способны использовать для этого любое внешнее тепло.

В случае микроволновой пушки или излучателя установленные на автомобильную платформу четыре компактных двигателя Стирлинга не только вырабатывают электроэнергию, но также работают как холодильник, отводя тепло от сверхпроводящей катушки — сердца орудия. Катушка генерирует электромагнитное поле напряжённостью до 4 Тл (тесла). Это в 68 000 раз превышает напряжённость магнитного поля Земли и всего в два раза слабее, чем в недрах Большого адронного коллайдера. Стабильность и мощность электромагнитного поля, создаваемого сверхпроводящей катушкой, это залог штатной работы подобного вооружения.

Ограничением для работы двигателей Стирлинга была достаточно высокая допустимая нижняя граница охлаждения. Так, они перестают работать, когда до абсолютного нуля остаётся 40–50 °C. Чтобы совместить двигатели со сверхпроводящей магнитной катушкой, пришлось подбирать для её обмотки материалы с высокотемпературной сверхпроводимостью. В частности, подошла лента из материала ReBCO (редкоземельный оксид бария-меди).

Нюанс в том, что Китай закупал эту ленту американского производства. В 2018 году правительство США ввело запрет на поставку этой продукции в Китай и тому пришлось самостоятельно создавать производство этого материала. В Китае этим занялась компания Shanghai Superconductor. Менее чем за два года только она смогла ежегодно производить 400 км ленты, востребованной для целого спектра задач от вооружения до реакторов и маглевов. До конца 2024 года мощность производства будет повышена до 2000 км в год. Если верить китайским источникам, американские компании начали закупать эту ленту в Китае, отказавшись от поставщиков из США и других стран.

О своём достижении в разработке микроволнового оружия на двигателях Стирлинга учёные сообщили в статье в журнале High Power Laser and Particle Beams. За разработку отвечал сводный коллектив Северо-Западного института ядерных технологий в Сиане и Института электротехники Китайской академии наук в Пекине. Установка далека от совершенства, признаются разработчики. Однако она работает и может быть улучшена.

По данным опубликованного в конце прошлого года отчёта Еврокомиссии, 2500 крупнейших компаний мира по итогам 2022 года потратили на исследования и разработки 1,25 трлн евро, причём представителям Китая удалось обойти Европу и занять второе место, уступая лишь США. Если в 2012 году доля КНР в совокупных мировых расходах на НИОКР не превышала 4,3 %, то по итогам 2022 года она выросла до 17,8 %.

Источник изображения: Unsplash, National Cancer Institute

Учитывая, что Европа занимала в этом рейтинге 17,5 % по итогам 2022 года, Китаю удалось обойти её незначительно, но Поднебесная в любом случае теперь уступает только США с их долей в 42,1 %. Примечательно, что данный показатель для крупнейших компаний США колеблется в окрестностях 40 % уже более десяти лет.

Среди китайских компаний Huawei Technologies является крупнейшим инвестором в исследования и разработки, поскольку по итогам 2022 года она потратила на соответствующие нужды 20,9 млрд евро, увеличив профильный бюджет на 11 % по сравнению с 2021 годом. В мировом масштабе Huawei занимает пятое место по величине расходов на исследования и разработки. В последние годы китайская компания вынуждена направлять на эти цели от 10 до 20 % своей выручки, пытаясь перестроить бизнес в условиях санкционного давления США и их союзников.

В масштабах Китая Tencent Holdings и Alibaba Group Holding занимают второе и третье места среди компаний, расходующих свои средства на исследования и разработки. Автопроизводители SAIC и BYD, а также ряд отвечающих за строительную и инфраструктурную сферы экономики КНР, также входят в число крупнейших инвесторов в науку в Китае.

В глобальных масштабах лидерство сохраняет Alphabet, выросшая из поискового бизнеса Google, на втором месте расположилась основанная Марком Цукербергом (Mark Zuckerberg) компания Meta✴ Platforms. Третье место занимает Microsoft, хотя сотрудничество с OpenAI сейчас открывает перед ней совершенно иные перспективы, а вот Apple ограничивается четвёртым местом, хотя ещё недавно превосходила Microsoft по величине капитализации.

Интерес китайских разработчиков чипов к архитектуре RISC-V с открытым исходным кодом во многом обусловлен усилением западных санкций и способностью геополитических оппонентов влиять на распространение прочих платформ для создания вычислительной техники. За минувшие пять лет китайские организации и компании вложили в проекты, связанные с RISC-V, не менее $50 млн.

Источник изображения: Unsplash, Tommy L

Об этом сообщает Reuters со ссылкой на собственные изыскания, покрывающие период с 2018 по 2023 годы включительно и подразумевающие анализ научных публикаций и патентных заявок, а также публичные заявления разного рода китайских компаний. Сумма может показаться не такой весомой, но усилия китайских разработчиков по развитию данной архитектуры уже привели к формированию общественного мнения, заключающегося в положительной оценке перспектив RISC-V с точки зрения развития национальной полупроводниковой промышленности КНР. Для китайских компаний эта архитектура рано или поздно станет жизнеспособной альтернативой Arm или x86-совместимым решениям, как считают китайские власти. Они называют данную платформу «геополитически нейтральной».

Одна из патентных заявок, как поясняет Reuters, демонстрирует намерения Академии военных наук НОАК использовать архитектуру RISC-V для поиска дефектов в процессорах, предназначенных для применения в облачных вычислениях и умных автомобилях. Китайские компании разрабатывают процессоры с архитектурой RISC-V для применения в облачных вычислениях, автопилоте транспортных средств и центрах хранения данных. По данным китайских СМИ, половина из всех 10 млрд чипов с этой архитектурой, выпущенных в течение 2022 года, были произведены в Китае. На поддержку китайских стартапов, работающих с RISC-V, по состоянию на июнь прошлого года было потрачено $1,18 млрд. Считается, что в Китае создана самая зрелая экосистема для платформы RISC-V в мире.

Если в 2018 году китайские разработчики подали только 10 патентных заявок, связанных с RISC-V, то в прошлом году их количество уже превысило 1000 штук. По количеству зарегистрированных патентов в сфере RISC-V китайские разработчики обходят американских примерно на четверть. Alibaba и Huawei занимают четвёртое и пятое места в списке крупнейших заявителей в этой сфере.

Архитектура RISC-V зародилась в прошлом десятилетии в Калифорнии, но в 2019 году после введения санкций против Huawei Technologies американскими властями профильная некоммерческая организация перенесла свою штаб-квартиру из штата Делавэр в Швейцарию. Китайский автопроизводитель Dongfeng Motor в прошлом году разработал чип с архитектурой RISC-V, предназначенный для управления электронными системами автомобиля. Местные исследовательские организации, занятые разработкой решений для оборонного комплекса, также активно патентуют свои технологии, связанные с RISC-V. Например, чипы с такой архитектурой предлагается использовать для обработки сигналов, получаемых с радаров. В сфере кибербезопасности процессорам на этой архитектуре тоже найдётся применение. Впрочем, в мировых масштабах чипы с архитектурой RISC-V пока формируют не более 1,9 % поставок. Представители Qualcomm признали, что эта архитектура открывает определённые перспективы перед теми, кто хочет разработать «высоко кастомизированные чипы».

Китайские СМИ сообщили, что прототип поезда на магнитной подушке разогнался в трубе с вакуумом до рекордной скорости, преодолев опытный участок длиной 2 км со стабильной левитацией. В перспективе проект предусматривает движение поездов на магнитной подвеске со скоростью до 1000 км/ч — быстрее, чем гражданские самолёты.

Источник изображения: CCTV

Разработкой проекта занимается отделение Китайской корпорации аэрокосмической науки и промышленности (CASIC). В будущем проекте возникнет сплав военных и гражданских технологий от высокотемпературных сверхпроводящих магнитов до электроники. Более того, даже к бетонным конструкциям — тоннелям и эстакадам — будут предъявляться заоблачные по современным меркам требования. Например, отклонение в размерах труб должно быть не более 2 мм при длине секции 21 м и внутреннем диаметре 6 м. А допустимая неровность направляющего рельса не должна превышать 0,3 мм.

Поэтому так важна опытная часть проекта, созданная на 2-км участке в Датуне, провинции Шаньси. Многие вещи невозможно рассчитать, не испытав прототипы как трубы, так и поезда. В CASIC, кстати, не стали озвучивать поставленный рекорд в скорости движения левитирующего поезда в трубе. По некоторым намёкам она может превышать 600 км/ч, но это не точно. О чём сообщалось наверняка, в один из первых испытательных прогонов (но, похоже, ещё без состояния низкого вакуума в тоннеле) прототип двигался со скоростью 50 км/ч.

Пожалуй, сегодня в мире нет достижений, близких к этому проекту. «Гиперлуп» Ричарда Брэнсона (Richard Branson) в лице компании Hyperloop One обанкротился и сошёл с дистанции. Похожая по целям компания The Boring Company Илона Маска движется в некоем ином направлении. Есть ещё ряд европейских проектов, но о них мало что слышно и уж точно они не могут похвастаться созданием масштабных прототипов вакуумных транспортных тоннелей.

В декабре 2023 года сообщалось, что в Китае запущен новый научный объект — самая глубокая в мире лаборатория для поиска тёмной материи и других открытий. На днях в журнале Nature вышла статья, из которой стало известно больше подробностей о готовящихся там экспериментах. На глубине 2400 м установлены датчики с кратно повышенной чувствительностью для детектирования кандидатов в элементарные частицы тёмного вещества.

Источник изображения: Xinhua

Первая очередь детекторов в подземной лаборатории в горном массиве Цзиньпин в Китае — в тоннелях построенной там гидроэлектростанции — была запущена в 2010 году. Тогда же стартовали две экспериментальные установки: CDEX (China Dark Matter Experiment) и PandaX (Particle and Astrophysical Xenon Detector).

Детектор CDEX представляет собой твердотельный полупроводниковый датчик в виде 10 кг чистого германия в кристаллическом состоянии. Считается, что 10 кг чувствительной среды способно уловить одно событие в год. Датчик CDEX призван улавливать гипотетические WIMP-частицы (Weakly Interacting Massive Particles) в нижнем диапазоне масс.

Частицы тёмной материи или тёмного вещества, что правильнее с точки зрения определения природы этого явления, могут взаимодействовать с другими частицами только с помощью гравитации. Возможны редкие столкновения с передачей энергии атомам датчиков, что проявится в виде свечения. По интенсивности свечения и траектории можно вычислить параметры исходной частицы.

Поскольку Земля в своём орбитальном и галактическом движении должна пересекать потоки тёмной материи, то рано или поздно эти частицы проявят себя в детекторах. По мере создания новых датчиков и условий обнаружения мы постепенно создаём новые граничные условия физических состояний, которые могут соответствовать неуловимым и невидимым в электромагнитном диапазоне частицам тёмной материи.

Источник изображения: Liu Weiping et al. / EPJ Web of Conferences

Новый полупроводниковый датчик из германия в только что запущенной лаборатории CJPL-II (China Jinping Underground Laboratory-II) имеет массу около 100 кг, что на порядок повысило частоту возможной регистрации кандидатов в частицы тёмной материи. При этом созданы условия для дальнейшего повышения массы полупроводникового датчика примерно до одной тонны. Когда он будет создан, Китай окажется в этом впереди планеты всей.

Второй эксперимент опирается на датчик из ксенона, находящегося в двух фазовых состояниях — жидком и газообразном. Эксперимент PandaX стартовал со 120 кг. В новых залах лаборатории CJPL-II масса вещества в датчике PandaX-4T повышена до 4 т и в будущем вырастет до 40 или даже до 50 т. Сегодня самый чувствительный датчик такого плана у итальянцев в проекте LNGS XENONnT — он включает 8,6 т. В американском проекте LUX-ZEPLIN масса ксенона достигает 7 т. Для подобных экспериментов крайне важна повторяемость, чтобы отсеять случайные срабатывания детекторов.

Источник изображения: Science China Press

В подземной лаборатории CJPL-II в Китае намного лучшие условия для экранирования датчиков от воздействия космических частиц. Также мрамор в китайских шахтах меньше фонит, чем в Европе и США, что также упрощает конструкцию и эксплуатацию датчиков. Неуловимой тёмной материи будет всё труднее и труднее скрываться от учёных и со временем они откроют, в чём её секрет.

Группа учёных из Университета Цинхуа сообщила, что разработанный ими мозговой имплантат вернул давно парализованному пациенту подвижность руки. Отмечается, что китайская разработка менее опасна для тканей мозга, чем имплантат компании Neuralink Илона Маска (Elon Musk). Имплантат Маска проникает в нервную ткань и разрушает часть нервных клеток в месте установки, тогда как китайский датчик накладывается поверх нервной ткани.

Источник изображения: Tsinghua University

На днях Илон Маск признался, что компания Neuralink провела первую операцию по установке мозгового имплантата в голову человека. Датчик Neuralink заглубляет в нервную ткань коры головного мозга тончайшие иглы. Заглубление происходит всего на 2 мм, но оно, без сомнения, разрушает часть нервных клеток в месте установки.

Китайские учёные пошли по другому пути. Около 10 лет команда из Цинхуа разрабатывала имплантат, который сохранял бы достаточную к мозговым сигналам чувствительность и не повреждал бы корковые нейроны, которые лишними не могут быть по определению, поскольку отвечают, в том числе, за память и навыки. Поэтому датчик Neural Electronic Opportunity или NEO, как они назвали свою разработку, помещается в эпидуральное пространство между мозгом и черепом. Оно также заполнено живыми тканями и сосудами, но нервной ткани в них нет.

Датчик NEO не имеет собственного питания. Оно у него беспроводное. Высокочастотная передающая антенна для передачи питания и блок управления, а также передатчик сигналов мозга на смартфон или компьютер смонтированы на внешней стороне черепа. Платформа работает через систему машинного обучения, которая совершенствует свои способности по мере реабилитационных мероприятий.

Первый имплантат был установлен пациенту 24 октября 2023 года. К настоящему времени учёные наблюдают «впечатляющий прогресс». Человек, который последние 14 лет после перенесённой травмы не мог двигать своими руками и ногами, с помощью мозгового имплантата научился управлять элементом экзоскелета на руке настолько, что смог самостоятельно принимать пищу. В декабре была проведена операция на другом пациенте, но он пока проходит стадию восстановления.

«Следующим этапом исследования является разработка нового протокола активной реабилитации с поддержкой интерфейса мозг-компьютер для ускорения роста нервной ткани на месте повреждённых сегментов спинного мозга», — сообщили в университете. Только лечением травм и заболеваниями нервной системы учёные не ограничатся. В перспективе они мечтают соединить мозг и компьютер таким интерфейсом, чтобы одно стало продолжением другого.

Для многих перспективных технологий и открытий необходимы переохлаждённые среды. Традиционно для этого используется жидкий гелий и его изотопы. Международная группа учёных во главе с китайскими исследователями нашла потенциальную замену гелию, который Китай вынужден импортировать на 94 %. Этой заменой может стать ещё неисследованная ранее разновидность сверхтекучего твёрдого тела на основе кобальта.

ИИ-генерация «сверхтекучее твёрдое тело». Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.0/3DNews

Сверхтекучие твёрдые тела (supersolid) ещё никто не пытался использовать в качестве рабочего тела криогенной установки. Учёные обнаружили, что изучаемый ими «квантовый магнитный» материал на основе кобальта оказался способным понижать температуры до уровня ниже 1 К. Но следует сделать оговорку, это стало возможным только после охлаждения экспериментальной системы до 4 К. Тем самым совсем от охлаждения гелием отказаться нельзя, но повысить эффективность рефрижераторов можно. Это тем более важно, что самыми сложными являются последние этапы при достижении областей вблизи абсолютного нуля.

Изучением свойств сверхтекучих твёрдых тел для целей охлаждения занимались учёные из специализированной лаборатории Китайской академии наук, Школы физики Бэйханского университета и Центра нейтронных наук Института Лауэ-Ланжевена во Франции.

«Это исследование показывает, что теоретически мы можем достигать чрезвычайно низких температур, не полагаясь на гелий», — говорят авторы работы, которая недавно была опубликована в ведущем научном журнале Nature.

Китай оказался зависим не только от гелия и его изотопов. Под санкции также попали поставки в Китай таких криогенных установок, как рефрижераторы растворения. Понемногу в Китае учатся сами производить такие системы. Например, осенью прошлого о разработке собственной версии рефрижератора растворения заявила компания Origin Quantum, о которой мы недавно писали в связи с выделением в облачный доступ 72-кубитового квантового компьютера Wukong. Но для работы этой установки нужны изотопы гелий-3 и гелий-4, что снова возвращает к зависимости Китая от гелия. Поэтому можно не сомневаться, что если тема охлаждения с помощью сверхтекучих твёрдых тел будет иметь отчётливую перспективу, то она будет разработана по максимуму.

Кремниевая фотоника обещает снизить потребление и увеличить производительность компьютеров. Чтобы отказаться от потока электронов и перейти на фотоны, необходимо тем или иным способом гармонизировать взаимодействие фотонов с материалами чипов и разработать множество новых способов управления ими. Но для начала необходимо увеличить плотность энергии «света», для чего его замедляют с минимальными потерями, что удалось учёным из Китая.

Источник изображения: Xinhua

В одном из последних номеров журнала Nano Letters группа исследователей из Шэньчжэньского института передовых технологий при Академии наук Китая сообщила, что она создала метаматериал, который смог замедлить свет в 10 000 раз с потерями на уровне 20 % по сравнению с предыдущими попытками. Это означает, что свет по чипу (каналу) распространяется с меньшим поглощением и низким рассеиванием. Подобное в разы увеличивает энергоэффективность и снижает тепловыделение, тогда как рост плотности энергии в связи с эффектом замедления света даёт в руки осязаемые рычаги по контролю над световым сигналом — с этим уже можно работать в прикладных задачах, говорят исследователи.

Добиться такого результата учёные смогли с помощью особым образом структурированной поверхности. На ней в виде периодической решётчатой структуры были последовательно размещены 100-нм кремниевые диски. Они играли роль резонаторов, которые меняли амплитуды и фазы входного сигнала. При этом важным свойством метаматериала стала способность «выталкивать» фотоны изнутри материала к его поверхности, за счёт чего поглощение почти отсутствовало. Кроме того, рассеянные в процессе одиночные фотоны снова направлялись в нужном русле с помощью соседних структур, что также снижало потери и позволяло полнее использовать входящий свет (сигнал).

«Используя технологию метаповерхности, фотонные чипы могут быть тонкими, как наклейки или строительные блоки, которые позволят функционально укладывать их друг на друга, — говорят разработчики. — Используя эффект замедленного света, производительность может быть значительно улучшена».