Новости науки и высоких технологий. 09.09.2024
Портал Эксперимент подготовил самые интересные новости науки и технологий за эту неделю. Оперативно, коротко, ясно. Приятного чтения.
Квантовая революция в визуализации: учёные научились кодировать изображения в фотонах
Учёные из Парижского института нанонауки при Университете Сорбонны разработали новый метод кодирования изображений в квантовые корреляции пар фотонов, что делает его невидимым для обычных методов визуализации. Этот метод основан на использовании запутанных фотонов, которые играют решающую роль в различных приложениях квантовой фотоники, включая квантовые вычисления и криптографию.
Запутанные фотоны получаются с помощью процесса, называемого спонтанным параметрическим понижением частоты (SPDC) в нелинейном кристалле. Во время SPDC один фотон из высокоэнергетического (синего) лазера разделяется на два запутанных фотона с более низкой энергией (инфракрасных). Исследователи предлагают метод структурирования пространственных корреляций запутанных фотонов в форме заданного объекта.
Эксперимент заключается в помещении объекта, который необходимо кодировать, в предметную плоскость линзы, расположенной перед кристаллом, а затем в использовании второй линзы для передачи его изображения на камеру. Без кристалла эта установка представляет собой обычную двухлинзовую систему формирования изображений, но при наличии кристалла происходит SPDC, производя пары запутанных фотонов в инфракрасном диапазоне.
Если только эти пары выбираются спектральным фильтром, интенсивность, полученная на камере после накопления множества фотонов, выглядит однородной и не раскрывает никакой информации об объекте. Изображение объекта появляется снова, только если оно реконструируется из пространственных корреляций между запутанными парами фотонов.
Для реконструкции такого изображения требуется камера, чувствительная к отдельным фотонам, а также специально разработанные алгоритмы для определения совпадений фотонов в каждом полученном изображении и извлечения их пространственных корреляций. Изображение объекта, первоначально переданное синим лазерным лучом, таким образом переносится в пространственные корреляции пар фотонов.
По словам Хлои Верньер, аспирантки и первого автора исследования, «Если мы наблюдаем луч обычным образом, подсчитывая фотоны один за другим, чтобы сформировать изображение, у нас создаётся впечатление, что информации нет. Но если мы сосредоточимся на одновременном поступлении фотонов и проанализируем, как они распределены в пространстве, то выявится закономерность».
Хьюго Дефьен, научный руководитель Хлои и последний автор исследования, добавил: «Мы на самом деле используем довольно недоиспользованную степень свободы света, а именно пространственные корреляции между фотонами, как холст, на котором печатаем изображение. Теперь мы хотим использовать это для разработки криптографических систем или визуализации в рассеивающих средах».
Благодаря своей гибкости и экспериментальной простоте этот подход может позволить разработать новые протоколы визуализации и найти применение в таких областях, как квантовая связь и криптография. Работая над свойствами кристалла, можно даже закодировать несколько изображений в одном пучке фотонных пар. Эти изображения можно было бы обнаружить, перемещая камеру в разные оптические плоскости, что позволило бы кодировать больше информации.
Первый металлический 3D-принтер в космосе успешно напечатал металлическую деталь
Европейское космическое агентство (ESA) достигло значительного прорыва в области аддитивного производства в космосе, когда его металлический 3D-принтер впервые напечатал металлическую деталь в космических условиях. Этот демонстратор технологий, разработанный компанией Airbus и партнёрами, был запущен на МКС в начале текущего года и был успешно установлен в модуле ЕКА Columbus.
В августе принтер достиг важной вехи, напечатав первую 3D-форму из металла в космосе. Этот продукт, а также ещё три запланированных образца, будут доставлены на Землю для анализа качества. Два образца отправятся в технический центр ESA в Нидерландах (ESTEC), один — в Центр подготовки астронавтов ESA в Кёльне (EAC) для использования на установке LUNA, а четвёртый — в Датский технический университет (DTU).
Целью этого эксперимента является демонстрация возможности аддитивного производства в космосе, которое может обеспечить автономность миссии и экипажа. Поскольку исследования Луны и Марса будут требовать более длительных миссий и больших расстояний от Земли, пополнение запасов деталей космических аппаратов станет более сложной задачей. Аддитивное производство в космосе может предоставить решение для производства необходимых деталей, ремонта оборудования или создания специальных инструментов по требованию во время миссии, а не полагаясь на пополнение запасов и избыточность.
«Это достижение является важным шагом вперёд в развитии технологий аддитивного производства в космосе и открывает новые возможности для будущих миссий, когда космические аппараты будут находиться на больших расстояниях от Земли и потребуют более автономного функционирования», — отметил Андреас Могенсен, астронавт ESA, который установил полезную нагрузку на МКС.
Металлический 3D-принтер ESA стал первым, который успешно напечатал металлический компонент в условиях микрогравитации. В прошлом на МКС размещались только 3D-принтеры для печати пластиком.
Билл Гейтс признался в любви к ChatGPT
Билл Гейтс, соучредитель Microsoft и один из богатейших людей в мире, признался в интервью изданию The Verge, что он является ярым поклонником чат-бота OpenAI ChatGPT и часто использует его для личных исследований. Гейтс отметил, что ChatGPT является отличным инструментом для получения объяснений по конкретным вопросам и помогает ему в написании текстов.
Это признание вызвало удивление, поскольку Гейтс, будучи мегамиллиардером, имеет доступ к ресурсам для финансирования целого крыла исследователей и проверяющих факты, которые могут найти и контекстуализировать любую информацию, которая ему понадобится. Кроме того, Гейтс использует ChatGPT, несмотря на известные проблемы с достоверностью и распространением фактических неточностей, которые характерны для чат-ботов и других крупных языковых моделей (LLM).
В интервью Гейтс также сделал другое красноречивое признание, связанное с ИИ. Он отметил, что Microsoft следует расширить своё многомиллиардное партнёрство с OpenAI, несмотря на то, что он покинул корпорацию в 2021 году по собственному желанию после 40 лет работы. Гейтс подчеркнул, что он по-прежнему является советником Microsoft и что объём инвестиций Microsoft и других в эту область трудно переоценить.
Эти признания вызывают вопросы о роли Гейтса в Microsoft и его отношениях с OpenAI. Business Insider ранее сообщал, что Гейтс по-прежнему диктует свои условия Microsoft и сыграл важную роль в поддержании отношений с генеральным директором и соучредителем OpenAI Сэмом Альтманом.
Учёные разработали нанороботов для лечения аневризм мозга
Учёные из Эдинбургского университета и Шанхайской шестой народной больницы совместно разработали инновационные нанороботы, которые могут революционизировать лечение кровотечений в мозге, вызванных аневризмами. Аневризмы мозга являются серьёзным медицинским состоянием, которое ежегодно становится причиной около 500 000 смертей во всем мире.
Нанороботы, размером примерно в двадцатую часть человеческого эритроцита, содержат препараты для свёртывания крови, заключенные в защитное покрытие, предназначенное для плавления при точных температурах. В ходе лабораторных испытаний несколько сотен миллиардов таких ботов были введены в артерию, а затем их дистанционно направляли целой стаей к месту аневризмы с помощью магнитов и медицинской визуализации.
Магнитные источники, находящиеся вне тела, заставляют роботов группироваться внутри аневризмы и нагреваться до точки плавления, высвобождая естественный белок свёртывания крови, который блокирует аневризму, предотвращая или останавливая кровоизлияние в мозг. Этот метод позволяет избежать традиционных методов лечения, которые включают в себя введение металлических спиралей или сетчатых трубок (стентов) в аневризму, что может быть рискованным и сложным процессом.
Исследователи утверждают, что их новая методика может снизить риск отторжения организмом имплантированных материалов и ограничить зависимость от препаратов, препятствующих свёртыванию крови, которые могут вызывать кровотечение и проблемы с желудком. Этот метод также избавляет врачей от необходимости вручную формировать микрокатетер для прохождения сложной сети мелких кровеносных сосудов в мозге, чтобы добраться до аневризмы, что может занять несколько часов во время операции.
«Нанороботы откроют новые горизонты в медицине, потенциально позволяя проводить хирургические операции с меньшими рисками, чем при традиционном лечении, и с высокой точностью доставлять лекарства в труднодоступные части тела. Наше исследование является важным шагом на пути к приближению этих технологий к лечению критических заболеваний в клинических условиях», — сказал доктор Ци Чжоу, один из руководителей исследования.
Исследование было опубликовано в журнале Small и проводилось под руководством группы учёных из Великобритании и Китая, которые также разработали нанороботов для удаления тромбов, которые демонстрируют потенциал в лечении инсульта. Результаты исследования могут проложить путь к дальнейшим разработкам в направлении испытаний на людях.
Революция в высокоскоростной передаче данных: учёные достигли скорости 424 Гбит/с
Учёные добились значительного прорыва в области высокоскоростной передачи данных в свободном пространстве, достигнув скорости передачи данных до 424 Гбит/с по 53-километровой оптической линии связи с помощью плазмонных модуляторов.
Сети связи Free-space-optical могут помочь исследованию космоса, поскольку они могут обеспечить высокоскоростную передачу данных с высокой ёмкостью, меньшей задержкой и меньшими помехами, чем традиционные системы радиочастотной связи.
Лоренц Кульмер из группы Leuthold ETH Zurich представит своё исследование на конференции Frontiers in Optics + Laser Science (FiO LS), которая пройдет 23–26 сентября 2024 года в конференц-центре Colorado Convention Center в Денвере.
«Высокоскоростная передача в свободном пространстве — это вариант для соединения мира, или она может служить резервом в случае обрыва подводных кабелей. Это также шаг к новому дешёвому высокоскоростному интернету, который может соединить все регионы по всему миру. Таким образом, это может способствовать стабильному высокоскоростному интернету для миллионов людей, которые в настоящее время не подключены», — сказал Кулмер.
Плазмонные модуляторы идеально подходят для космических линий связи, поскольку они компактны и при этом работают на высоких скоростях в широком диапазоне температур с низким потреблением энергии.
В экспериментах на открытом воздухе в оптическом пространстве исследователи достигли скорости передачи информации до 424 Гбит/с ниже порога SD FEC 25% — точки, при которой система всё ещё может исправлять ошибки в передаваемых данных, несмотря на помехи или шум. Эксперименты с использованием плазмонного модулятора IQ в стандартной волоконной системе достигли ещё более высокой пропускной способности до 774 Гбит/с/пол, оставаясь ниже порога SD FEC 25%.
На основании этих результатов исследователи говорят, что объединение плазмонных модуляторов с когерентной оптической связью в космосе может помочь увеличить общую пропускную способность, при этом скорости потенциально могут достигать 1,4 Тбит/с. Результаты также показывают, что выгоднее эксплуатировать оптические линии связи на самых высоких скоростях, чем использовать форматы модуляции более высокого порядка и низкие скорости.
Исследователи говорят, что с дополнительными улучшениями в конструкции устройства и фотонной интеграции должно быть возможным достичь скоростей передачи данных с поляризационным мультиплексированием выше 1 Тбит/с для каждого поляризационного канала.
«На следующем этапе мы собираемся проверить долгосрочную надёжность наших устройств. Была продемонстрирована высокая скорость работы, но мы должны убедиться, что они смогут работать долгие годы в самых суровых условиях — космосе», — сказал Кулмер.
Дешёвый и большой планшет без OLED. Представлен Honor Pad X8a
Компания Honor представила недорогой планшет Pad X8a. В Индии за него просят всего 155 долларов.
Аппарат довольно простой. К примеру, тут в базе всего 4 ГБ ОЗУ. Есть также 64 либо 128 ГБ флеш-памяти и слот для карты microSD.
Сердцем служит SoC Snapdragon 680, а это значит, что поддержки 5G тут нет. Впрочем, это не имеет значения, так как слота для карты SIM тут тоже нет.
Зато при такой цене покупатель получает большой 11-дюймовый экран IPS с разрешением 1920 х 1200 пикселей, четыре динамика, тонкий и лёгкий корпус (7,25 мм и 495 г). Из остального можно выделить восьмимегапиксельную камеру и аккумулятор ёмкостью 8300 мА·ч.
Ryzen 7000, 16 ГБ ОЗУ, SSD на 1 ТБ, Wi-Fi 6E в корпусе объёмом 800 мл и при цене 350 долларов. Представлен мини-ПК Minisforum UM760 Slim
Компания Minisforum представила очень компактный мини-ПК UM760 Slim, который весит всего 670 г.
Новинка получилась весьма доступной. Стоит ПК всего 350 долларов, причём это не barebone-комплект, а полноценный готовый ПК. К тому же уже с 16 ГБ ОЗУ и SSD объёмом 1 ТБ.
Сердцем тут служит APU Ryzen 5 7640HS, имеющий шесть ядер Zen 4 и неплохой iGPU Radeon 760M. Внутри есть место для второго SSD, а набор портов весьма неплох: пара USB 3.2, USB4, HDMI 2.1, DisplayPort, два USB 2.0 и RJ45 2.5G.
Также можно выделить Wi-Fi 6E и довольно тихую, если верить производителю, систему охлаждения. Габариты малыша равны 130 х 127 х 50 мм.
Камера Samsung Galaxy S25 Ultra рассекречена задолго до выхода: почти все старые датчики, кроме одного
Как оказалось, единственным модулем в камере Samsung Galaxy S25 Ultra, который будет модернизирован, станет ультраширокоугольный.
Ice Universe получил подтверждение от своего информатора, согласно которому ультраширокоугольная камер получит новый датчик изображения ISOCELL JN3 разрешением 50 Мп оптического формата 1/2,52" с пикселями размером 0,7 мкм, а также объектив с диафрагмой F/1,9.
Основная камера сохранит 200-мегапиксельный датчик изображения ISOCELL HP2. В телеобхективе с 3-кратным зумом сохранится 10-мегапиксельный Sony IMX754, а камера с 5-кратным зумом получит 50-мегапиксельный датчик Sony IMX854.
Ice Universe первым точно рассказал о новом тренде на смартфоны с экранами-водопадами, о чёлке в iPhone X, о новом дизайне iPhone 14 и о 200-мегапиксельном датчике изображения Samsung. Эксклюзивные сведения о новинках ему сливают источники в отделе исследований и разработок южнокорейского гиганта.
