RoboEarth, специализированная "социальная сеть" для роботов

Начато тестирование облачной системы RoboEarth, специализированной "социальной сети" для роботов

В настоящее время области робототехники уделяется все больше и больше внимания, не так давно прошел первый этап соревнования DARPA Robotics Challenge (DRC), которое стало одним из самых значительных событий в области робототехники за последние годы. Но вскоре произойдет еще одно событие, не столь зрелищное, как соревнование DRC, но которое окажет огромное влияние на будущее развитие робототехники. Этим событием станет открытие облачной системы RoboEarth, своего рода социальной сети для роботов, через которую они смогут самостоятельно обмениваться программным кодом и данными, в которых будет заключен весь приобретенный ими опыт, знания и умения.

Система RoboEarth находится в разработке уже четыре года, а финансирует этот проект комиссия Европейского союза. В рамках системы будет создан единый унифицированный язык, который станет промежуточным звеном при обмене кодом роботов различных систем, работающих под управлением различных микропроцессоров и операционных систем. Также строгой унификации подвергнется язык описания данных и интерфейсы подключения к сервису RoboEarth, что позволит без особых затруднений подключить к нему уже существующих роботов и роботов будущих поколений.



Кроме самих роботов пользоваться услугами сервиса RoboEarth смогут и владельцы этих роботов, которые также получат возможность загружать и получать программный код и данные, формируя единую базу. Эта база, в совокупности со специализированными программными модулями системы облачных вычислений, имеет потенциал стать единым "мозгом", управляющим и помогающим работе множества робототехнических систем. В пользу использования облачных вычислений говорит тот факт, что роботам, подключенным к сервису RoboEarth, не нужно будет иметь мощные бортовые компьютеры, для обмена данными с облаком, способным произвести решение невероятно сложных задач, будет достаточно и возможностей весьма посредственных микропроцессоров, которые будут потреблять значительно меньшее количество дефицитной энергии из аккумуляторных батарей.

В настоящее время уже начато тестирование первого варианта системы RoboEarth. Тестирование проводится в специальной больничной палате, организованной в одной из лаборатории Технологического университета в Эйндховене (University of Technology in Eindhoven), а возможностями системы будут пользоваться четыре робототехнических устройства совершенно различного типа и назначения.

Эти четыре робота, действующие в импровизированной больничной палате, будут работать как единое целое, несмотря на различия между их конструкцией и аппаратно-программной частью. Один из роботов, имеющий необходимое для этого оборудование, произведет сканирование и составит подробную трехмерную карту помещения больничной палаты. Эту карту, которая будет доступна через бета-версию сервиса RoboEarth, смогут использовать три оставшихся робота во время перемещений и при выполнении различных действий. Все четыре робота будут выполнять работу по уходу за "пациентом", находящимся в палате. Эта работа будет заключаться в выполнении примитивных задач - откупорит и подать человеку бутылку с водой, подать медикаменты и т.п. Благодаря использованию системы RoboEarth выполнению одной операции первоначально потребуется научить только одного из четырех роботов, оставшиеся роботы получат эти способности сразу же автоматически, не нуждаясь в дополнительном их программировании.

http://www.slashgear.com/roboearth-is-the-web-for-robots-testing-underway-15313271/

ЦЕРН и коллайдер глазами туриста

ЦЕРН и коллайдер глазами туриста

Недавно в свет вышла наша книжка для детей «Простая Наука», про что я уже рассказывал ранее. Через пару недель выходит вторая, затем — третья и четвертая. Во всех них представлены простые опыты для детей 5-12 лет. Но теперь я задумался о более взрослой аудитории — школьниках средних и старших классов. Конечно, опыты из выпущенной книги они тоже могут проделывать, но юношеский максимализм даст о себе знать, и мы получим в ответ «Чего это за детские опыты?! Где серьезные вещи?! Где опыты с элементарными частицами, радиацией, скоростью света, ДНК, жидким азотом и так далее? Где инструкция „как сделать карманный коллайдер“?»

И, черт побери, они правы! Я не нашел ни одной книжки в продаже, где бы присутствовали «серьезные» опыты, которые при этом можно повторить самостоятельно и в домашних условиях. Нужно восполнять этот пробел, приступать к поиску материала и его структурированию. И, конечно, в первую очередь я отправился в… ЦЕРН. Понимаю что мой подход многим покажется бредовым, но мне он кажется разумным и логичным :) Ведь чтобы что-то сделать интересное, нужно сначала погрузиться в это «интересное» самому с головой и, разобравшись, попробовать передать свои впечатления другим.

ЦЕРН

Но сначала немного о ЦЕРНе, который в Википедии описан как Европейский Центр ядерных исследований. В названии присутствует слово «ядерных» и вот оно может спутать зрителя и увести его в сторону атомных станций или, хуже того, ядерных бомб. Никаких бомб и даже намека на них я там не увидел. Но можно возразить: они их скрывают и замышляют страшное. Возможно. Но у меня есть другой аргумент: если они такие коварные злодеи, то должны быть очень скрытной и засекреченной организацией. В действительности, я видел только позитивные лица сотрудников, полную открытость в рассказах об их исследованиях и готовность к сотрудничеству. Да и сам факт того, что я туда попал и в течении двух дней изучал то один объект, то другой, говорит в пользу моего аргумента.


А началось мое изучение ЦЕРНа с простой переписки. Первое письмо Анатолий отправил туда 2 октября, ответ получил довольно оперативно, но стандартно – «мы рассмотрим такую возможность». Спустя еще несколько писем, в копии стояла Марина Савино, которая представляет офис по отношениям со странами не-членами ЦЕРНа (вот такая интересная должность). Она говорит по-русски и, как я выяснил позже, раньше жила в Москве. Спустя три недели мы уже определяли маршрут, даты и время посещения, обсуждали количество посетителей с нашей стороны, обменивались контактами и так далее. На всё про всё ушло 27 писем. Но оно того стоило!

Так совпало, что у меня была запланирована поездка в Австрию как раз на это время и ехать я должен был на автомобиле. А когда ты проезжаешь 2000 км., почему бы не проскочить еще 600? Так я и добрался до ЦЕРНа 7 января 2014 года.

В сегодняшнем рассказе я не затрону ничего научного и ничего технического. Такой информации очень много на интересном сайте Элементы.ру. Мне захотелось просто описать посещение ЦЕРНа глазами туриста.

Ресепшн

Сначала я приехал на парковку со шлагбаумом, который сам открылся буквально через 10 секунд. Оказывается, он не автоматически открывается, там есть камера, охранник смотрит на номер машины и пропускает. Проехать может любой желающий, но только один раз. На следующий день, скорее всего, шлагбаум не поднимется. Ну, мне так рассказали потом.



Подошел к ресепшн, где в указанное время меня уже ждала Марина.



Нужно сказать, что все экскурсии в ЦЕРНе проводят только на английском или французском языках. А я ни тот, ни другой толком не знаю. А тут такой подарок — русский человек. Она озвучила план нашего экскурсионного вояжа и мы сразу приступили к работе.



А началась экскурсия с краткой лекции про ЦЕРН и Большой Адронный Коллайдер с просмотром видеофильма. Надо сказать, что Марина — искусный рассказчик. Забыл сказать, что я приехал туда не один, а с семьей. Получилось так, что со мной по разным причинам, отказались ехать все, кому я предлагал. Я пытался понять этих людей, которые отказались от такой возможности побывать в сердце мировой экспериментальной науки, но так и не смог. И моими коллегами в поездке оказались жена и сын. Так вот, рассказ Марины произвел такое впечатление на жену, что она сменила свой скепсис на дикий интерес и следующие шесть часов вместе со мной носилась от одного объекта к другому. Сын сначала стеснялся и явно был не в своей тарелке, но когда мы спустились к детектору, все это как рукой сняло.

«Глобус»

После лекции мы отправились в Глобус. Это такое круглое здание, которое часто показывают по телевизору, когда говорят про ЦЕРН. Здание это со стороны смотрится ржавой такой штуковиной, а на самом дела она деревянная. А вечером она еще и здорово светится.

На первом этаже находится ЦЕРНовский музей, в котором я встретил пару интересных экспонатов: первый ускоритель элементарных частиц, который может поместиться в кармане.



И три листа бумаги с первой статьей Питера Хиггса (нобелевского лауреата 2013 года), в которой он излагает своею идею о, теперь уже открытом, «бозоне Хиггса». А в целом это такое обычное место в стиле всех музеев науки и техники.



Что находится на верху этого «глобуса» я забыл спросить.

Общепит

Поскольку в музее мы были не так долго, у нас появилась возможность посетить местную столовую и покушать. Это место, где обедают только сотрудники, и доступ туда закрыт из вне. Однако там все равно очень людно, но позитивно и вкусно. А еще, мне показалось, не дешево. Вообще, в Швейцарии все дороже по сравнению, скажем, с Германией или Австрией. Обед обошелся мне в 800р. Но, скорее всего, у них там есть какие-нибудь спецпредложения, о которых я не знал. И еще одна странность — там не принимают к оплате карты. Только наличные.

Административные корпуса

После обеда прошлись по коридорам нескольких зданий. При этом, что бы перейти из одного здания в другое, нужно идти через третье и именно по второму его этажу. Заплутать там раз плюнуть.







Заглянули в актовый зал. Марина сказала, что раньше в нем висела доска и выступающие на ней что-то там рисовали. И когда ее заменили на экран проектора, то был целый скандал. Консервативные люди, эти физики-теоретики.



У них там даже есть отделении почты.

Велосипеды

Так как внутри тоннеля БАКа ездить можно только на малогабаритной техники, то часто можно встретить фотографии, где сотрудник передвигается вдоль ускорителя на велосипеде. Внутрь тоннеля нас не пустили, но велосипеды я видел много где на территории:

Музей под открытым небом

Во внутреннем дворике есть небольшая лужайка, куда они вытащили на обозрение старые экспонаты (ранее действующие).



А миниатюрные улочки носят имена разных ученых.

SM18

То место, где мы все это смотрели, находится в Швейцарии, прямо на границе с Францией. И если требуется показать какие-то объекты по пути следования тоннеля Большого Адронного Коллайдера, то они сажают людей в автобус и везут во Францию. Благо там одна Шенгенская зона. И наш следующий пункт следования был уже во Франции, в 3 километрах от здания «Глобус». Мы проехали туда на нашей машине. Это было место, где тестируются все сверхпроводящие магниты, благодаря которым удается разгонять протоны до таких энергий. По сути, это большой такой ангар или цех с названием «SM18». В нем много интересного! Покажу несколько фоток оттуда.



Место тестирования и «тренировки» магнитов при низких температурах:





Это кусок отработавшего отрезка ускорителя:







А это место, которое предназначено компенсировать сжатие материалов при охлаждении и растяжение при нагревании. Другими словами — компенсатор:



А это место соединения сверхпроводников. В одном таком месте однажды оказалась «проблема» и произошел всем известный сбой, несколько лет назад, в результате которого ускоритель простоял кучу времени на ремонте:



Так выглядят сами сверхпроводники на фоне медных проводников, которые равносильны по возможностям пропускания тока:

Дтектор CSM

Ну и, наконец, мы поехали смотреть на самое для меня интересное место — детектор частиц. Их четыре штуки по пути следования ускоренных частиц, нас привезли на CMS. Есть еще Atlas и еще какие-то.

На месте нас троих вручили в руки Александра, сотрудника ЦЕРНА. Он тоже оказался русским и все знал про коллайдер.



И началось. Сначала мы прошли мимо места, откуда следят за работой детектора:



А вот эти ребята очень громко говорили по-русски и явно не про протоны :)



Затем был лифт и много этажей вниз:



Вот несколько фоток по пути:









Ну, и в итоге, мы почти на месте. Осталось преодолеть главную дверь с засекреченным доступом. Кстати, Александр сказал, что прямо тут снимали пару кадров для фильма «Ангелы и демоны». Подтвердить или опровергнуть не могу — фильм не смотрел.



Затем коридор:



И, вуаля! Детектор:



Не скрою, я немного огорчился. Ведь мне хотелось увидеть это:





Я не сказал про одну важную вещь. К детекторам есть доступ только тогда, когда ускоритель остановлен. Бывает это не часто. Могут отключить в неделю на пару часов или на день в месяц на проведение каких-то ремонтных работ или диагностику. Но и тогда туда доступ имеют лишь сотрудники, обслуживающие детектор. А для зевак, вроде меня, доступ вообще закрыт всегда.

Но сейчас ускоритель остановлен на плановый ремонт и апгрейд и длится это уже год и еще столько же продлится. И вот именно в эти «чудесные» моменты туда пускают страждущих. Ясно дело, что пускают только на маленький кусочек посмотреть. И мне как раз не очень повезло, так как всего месяц назад (по словам нашего гида) кольца детектора были сдвинуты в другом месте и открывался обзор на гораздо более интересные штуковины.

Но я и этому был в итоге рад:





К тому времени на улице уже стемнело и мы уставшие (но довольные!) ехали в обратно в Швейцарию.

Скоро мы переведем и озвучим один понятный и полезный анимационный ролик, который я взял там и выложу в очередном посте про ЦЕРН. Далее попробую сделать серию простых и забавных роликов с объяснениями «на пальцах», которые расскажут о принципе работы ускорителя, детектора и некоторых еще любопытных вещей на БАКе. И, возможно, сниму пару экспериментов для детей на тему элементарных частиц. Вот такие планы на январь-февраль.

http://habrahabr.ru/company/gtv/blog/209566/

Книга для детей «Простая Наука»

Ну и напоследок хочу опять попросить всех тех, у кого есть идеи или реальные возможности по продвижению нашей книги, поделиться соображениями на этот счет. Любая информация будет нам полезна. Вот тут информация о книге и приложение для iPad.

Перемычки приходят с возрастом

Перемычки приходят с возрастом

Перемычка, свойственная большинству спиральных галактик, — явление не преходящее, а приходящее, ранее отсутствовавшее почти во всех галактиках и лишь в последние пару миллиардов лет ставшее общей чертой двух третей «спиральников».

Том Мелвин (Tom Melvin) из Портсмутского университета (Великобритания) и его сотрудники на большом статистическом материале подтвердили, что перемычки появляются у спиральных галактик по мере роста их возраста и массы, то есть в грядущем они будут у всех галактик вроде нашей.

Спиральная галактика с перемычкой NGC 1300 в созвездии Эридан, отстоящая от нас на 61 млн световых лет (иллюстрация HST / NASA / ESA).

Спиральных галактик, как вы помните, довольно много, и примерно две трети из них, как и наш Млечный Путь, имеют перемычку — «полосу» ярких звёзд, выходящую из центра и пересекающую галактику посередине. Если в обычной спиральной галактике её ветви выходят непосредственно из ядра, то в «перемычечных» начинаются на концах перемычек.

По существующим гипотезам, перемычки являются очагами звездообразования, возникающими из-за орбитального резонанса, при пропускании сквозь себя газа из спиральных ветвей. При этом, по идее, они должны быть преходящи и со временем разрушаться, после чего исходная галактика превращается из спиральной с перемычкой обратно в обычную спиральную.


Используя данные волонтёрского интернет-проекта Galaxy Zoo, классифицирующего типы галактик по изображениям, которые получены в проекте Слоановского цифрового обзора неба, астрономы установили, что в целом история наблюдаемых спиральных галактик отклоняется от такого сценария.

Со взрослением галактик (z, красное смещение) частота появления у них
перемычек растёт. (Иллюстрация Tom Melvin et al.)
В самом деле, если для галактик, свет от которых шёл до наших телескопов 8 млрд лет, доля «перемычечных» среди спиральных была равна каким-то 11%, то уже 2,5 млрд лет тому назад она удвоилась, а за последующее до современности время выросла до 66%, то есть ещё утроилась. Чем вызвано столь активное появление перемычек со статистической точки зрения, понять довольно легко: чем массивнее наблюдавшаяся галактика, тем выше для неё вероятность обзавестись перемычкой. А поскольку с возрастом галактики часто сталкиваются, увеличивая свою массу, рост доли имеющих перемычку вроде бы не должен удивлять.
С другой стороны, появление перемычки оказалось для галактики не только признаком зрелости, но и до некоторой степени знаком снижения плодовитости: они «отключают» образование новых звёзд, отбирая для перемычки газ, из которого могли бы сформироваться новые звёзды в диске.

Всё это означает, что перемычка может быть не сколько переходным этапом в жизни зрелой спиральной галактики, сколько возрастным признаком, склонным к появлению во всё большем числе галактик этого типа.


Отчёт об исследовании вскоре появится в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, а его препринт доступен на сайте arXiv.

Подготовлено по материалам Королевского астрономического общества.

Александр Березин

Гаджет Egg будет играть с кошкой целый день

Гаджет Egg будет играть с кошкой целый день

Домашние кошки скучают, пока их хозяева на работе. Доступность корма ведёт к ожирению. Что же делать? На помощь придёт гаджет Egg, который, как заявляют его разработчики, имитирует движения мелкого животного.

Он представляет собой пластиковое яйцо, которое отзывается на действия кошки. Используя мотор с противовесом, Egg может кататься по полу назад и вперёд, производя при этом звуки, которые заинтересуют питомца.

Датчик угловой скорости, встроенный в гаджет, позволяет ему приспосабливаться к движению по любым видам поверхности, обнаруживать препятствия и выявлять, когда кошка взаимодействует с ним. Разработчики Egg заявляют, что устройство определяет, когда его трогают, берут в лапы, бросают и гоняются за ним.

Сейчас гаджет находится в разработке. Его создатели обещают, что одного заряда аккумулятора хватит на один день активных игр. Перезарядить его можно с помощью порта Micro USB, который также позволит, подключив Egg к компьютеру, настроить его режим. Приобрести устройство можно, пожертвовав $31 на Kickstarter.

РНК из единственной клетки в натуральной среде

РНК из единственной клетки в натуральной среде

Впервые в истории исследователи смогли извлечь всю РНК из одной-единственной живой клетки, которая находилась в естественной микросреде, уютно устроившись рядом с другими клетками. Новый метод предоставляет уникальные возможности для изучения функций клеток и может быть использован при изучении воздействий лекарств на человека.

Исследователи, которые создали данный метод, показали, что нейрон, взаимодействующий со своими соседями, имеет совершенно другой набор генов, чем нейрон, полученный при культивировании клеток (общераспространенный способ изучения клеток мозга).

На самом деле, в отдельных культивированных нейронах было активно намного больше генов в сравнении с нейронами, растущими в естественной среде.

По словам Джеймса Эбервайна (James Eberwine), биохимика из Университета Пенсильвании, анализ одиночной клетки позволяет получить гораздо больше информации о здоровых и поврежденных клетках.

К примеру, при изучении болезни Альцгеймера этот новый метод может использоваться для изучения отдельных клеток, которые граничат с амилоидными бляшками, ассоциируемыми с заболеванием.

«Можно определить, оказывают ли бляшки прямое воздействие на эти клетки», – говорит Ебервайн.

Для ответа на простые вопросы о функционировании мозга можно изучить, как стимулирование одного нейрона влияет на экспрессию генов в другом нейроне, с которым посредством синапса связан первый.

По словам Эбервайна, в прошлом на данный вопрос практически нельзя было ответить.

Он и его коллеги доказали, что их новый РНК-анализ единственной клетки позволяет обнаруживать РНК в рамках одного нейрона, при этом нейрон по-прежнему контактирует посредством синапса с соседними клетками.

Команда исследователей использовала этот новый метод для получения РНК из отдельных нейронов мозга мыши, а также от пациентов, которые недавно пережили операцию на головном мозге. Результаты исследования были опубликованы в воскресенье в журнале Nature Medicine.

Обычно провести изучение молекулярного состава одной клетки непросто. Большинство лабораторных тестов требуют намного больше исходного материала, чем содержится в одной клетке. Несмотря на то, что изучение большого количества клеток одновременно позволяет провести множество экспериментов, результаты таких исследований часто оказываются неточными, поскольку исследователи учитывают некое общее состояние того, что происходит в каждой клетке. Даже клетки, взятые из одной части органа, такого как сердце, печень или мозг, могут иметь отличия на молекулярном уровне, а также различный состав активных генов, которые могут проявляться как белки и другие биомолекулы.

Это положение важно для медицины. Возьмем, к примеру, опухоль. Две разные клетки опухоли могут иметь различные мутации ДНК и другие клеточные изменения, которые влияют на их работу. Таким образом, когда исследователи из больничной лаборатории патологической анатомии изучают опухоль пациента в целях определения того, если ли в ней конкретная мутация, которую можно лечить при помощи конкретного лекарства, они в действительности не знают, будет ли предложенное лекарство лечить все или хотя бы часть клеток опухоли.

Анализ единственной клетки также может использоваться для разработки неинвазивных способов обнаружения рака, а также для определения генома яйцеклетки матери до экстракорпорального оплодотворения.

Новый метод, направленный на обнаружение РНК, начинается с создания специальной молекулы или «метки», которая может проникнуть в клетку, не разрушая мембрану. Метки проникают во множество клеток, но не прикрепляются к РНК до тех пор, пока не активированы с помощью света.

Исследователи могут использовать луч лазера для активации метки в отдельных клетках. В развитие молекулярного биологии осталось сделать всего несколько шагов, и исследователи смогут получать набор РНК из единственной клетки.

MIT Technology Review

Ученые нашли способ усовершенствовать техники фотоакустического медицинского отображения

Ученые нашли способ усовершенствовать техники фотоакустического медицинского отображения

Фотоакустическая методика отображения напоминает ультразвуковую визуализацию. Она использует импульсы света для генерации звуковых волн внутри тканей, которые позволяют сформировать образ, к примеру, кровеносных сосудов или опухолей. Новая фотоакустическая техника, предложенная учеными из США, позволяет преодолеть обычное ограничение – дифракционный предел методики, позволяя исследователям различать отдельные клетки и даже структуры внутри этих клеток. Разработанная методика в будущем позволит реализовать внутриклеточную визуализацию биологических тканей без необходимости добавления флуоресцентных красителей и других контрастных агентов.

Принцип фотоакустической микроскопии (ФАМ) основан на фотоакустическом эффекте. Когда короткий импульс света попадает на материал, он нагревается и незначительно расширяется, что производит звуковые волны, которые вполне можно обнаружить при помощи датчика. Чем сильнее поглощения света в определенной области – тем громче излучаемый звук. Чтобы создать визуальный образ биологической ткани, исследователи последовательно фокусируют лазер в различных точках внутри образца и записывают громкость звука от каждого такого «пикселя». Некоторые биомолекулы, такие как гемоглобин в крови или меланин в коже, обеспечивают очень сильный фотоакустический сигнал, так что в их присутствии не требуется независимый искусственный краситель или контрастный агент, необходимый для других исследовательских методик (в частности, флуоресцентной микроскопии).

Основным преимуществом фотоакустической микроскопии на фоне других исследовательских методик является тот факт, что ФАМ позволяет получить более глубокие изображения живых тканей (по сравнению, к примеру, с флуоресцентной микроскопией), поскольку звуковые волны в этих тканях распространяются на гораздо большие расстояния. Эта особенность позволяет использовать фотоакустическую микроскопию, к примеру, для отображения кровеносных сосудов в руке человека. Кроме того, ученые надеются адаптировать методику и к общему сканированию тела пациентов.

Пространственное разрешение ФАМ определяется шириной фокусной области применяемого лазера, которая не может быть сокращена более чем до 200 нм (таков дифракционный предел лазерного излучения). Флуоресцентная микроскопия, как и другие методики, позволяет применять различные «трюки» для преодоления дифракционного предела, и теперь аналогичные подходы группа ученых из Washington
University (США) предложила использовать для ФАМ.




Как и некоторые методы флуоресцентного отображения высокого разрешения, предложенная учеными модификация ФАМ использует технику фотообесцвечивания – эффект, при котором некоторые молекулы теряют способность поглощать свет определенной длины волны сразу после облучения импульсом этой длины волны. Исследователи предложили использовать два последовательных лазерных импульса, направленных в одну и ту же точку. Первый импульс «обесцвечивает» молекулы в центре фокального пятна (где интенсивность излучения максимальна), оставляя без изменений периферийные молекулы. Второй импульс, таким образом, в состоянии генерировать звуковые волны только от «оболочки» вокруг центральной фокальной области. Вычитание второго звукового сигнала из первого позволяет избавиться от размытых очертаний, получив резкий «пиксель» изображения.

Эксперименты показали, что методика позволяет в 1,7 раза улучшить разрешение при исследовании красных кровяных клеток и в 2 раза улучшить детализацию при исследовании раковых клеток кожи (меланомы). Как считают ученые, именно в изучении меланомы, где биологи заинтересованы в субклеточных особенностях, меньших, чем дифракционный предел стандартных методик наблюдения, предложенная техника может дать наибольший эффект.

Подробные результаты работы описаны в журнале Physical Review Letters.

http://physics.aps.org/articles/v7/3

Продолжается усложнение квантовых цепей

Продолжается усложнение квантовых цепей

Совместная группа ученых из Великобритании, Японии и Нидерландов создала на текущий момент самую сложную и функциональную интегрированную квантовую схему на основе кремния. Схема, состоящая из двух источников фотонов на кристалле кремния, способна одновременно генерировать и «сцеплять» фотоны. В перспективе подобная интегрированная цепь может использоваться для нужд квантовой обработки информации или в экспериментах квантовой оптики.

Квантовая интегрированная схема будущего.           

Квантовая интерференция лежит в основе многих алгоритмов обработки квантовой информации, а также ряда технологий, построенных на этих алгоритмах. Для наблюдения этого квантово-механического эффекта необходимо получить идентичные (не отличимые друг от друга) фотоны. Найти источники, способные испускать подобные частицы, до сих пор было довольно сложно.

Совместной группе исследователей из University of Bristol, Glasgow University (Великобритания) и Kavli Institute of Nanoscience at Delft University of Technology (Нидерланды) удалось решить эту задачу, впервые реализовав два абсолютно идентичных источника фотонов на одном кремниевом кристалле. Источники испускают сцепленные фотоны, что позволяет управлять ими с помощью дополнительных элементов на том же чипе.


Для генерации фотонов с помощью источников на кремниевом кристалле исследователи использовали луч «накачки» от инфракрасного лазера. Луч создавал фотонную пару посредством нелинейного взаимодействия с кремниевым материалом в рамках процесса, известного как спонтанное четырехволновое смешение. Луч попадал на две области на чипе (которые становились двумя источниками) и смешивались при помощи элемента светоделения, расположенного на том же чипе. В ходе эксперимента ученые контролировали длину пути, пройденного фотонами внутри источников, с помощью измерения температуры волноводов.

Благодаря предложенной структуре ученые впервые смогли изучить квантовую интерференцию между двумя источниками фотонов, расположенными на одном чипе. Результаты исследований (четкость интерференционной картины) показывают, что предложенные источники оказались хорошо подобранными друг к другу, что в свою очередь является необходимым условием для построения любой более масштабной квантовой оптической системы.

Большим преимуществом предложенной конструкции является то, что подобные структуры могут быть изготовлены с использованием методик, похожих на традиционные техники производства микроэлектронных компонент. Описанные цепи были созданы в лаборатории Toshiba с использованием стандартных методов работы с кремнием, однако можно было бы использовать любой процесс, доступный для производства CMOS. В долгосрочной перспективе ученые даже надеются создать устройства, совмещающие в себе квантовые фотонные и стандартные электронные компоненты на одном кристалле.

Предложенная учеными схема также может использоваться для выполнения более сложных экспериментов на чипе, нежели возможно в объемных структурах, построенных на основе идей волоконной оптики.


В настоящее время совместная научная группа планирует продолжить работу в направлении усложнения оптических цепей, объединив в одном устройстве все элементы, необходимые для создания интегрированных квантовых фотонных информационных систем на одном чипе. Сейчас им удалось успешно совместить квантовые источники и схемы, но следующая большая задача – включение в структуру одиночных детекторов фотонов, а затем – масштабирование результата до многих сотен компонент на одном кристалле. Это необходимо для выполнения более сложных задач.

Подробные результаты работы опубликованы в журнале Nature Photonics.

http://nanotechweb.org/cws/article/tech/55851

Шерлоки и ватсоны: третий отжим

Шерлоки и ватсоны: третий отжим

Автор: Сергей Голубицкий

«Нулевые» прошли под знаком доктора Хауса. Чем больше я думаю об этом неприятном киноперсонаже, тем больше убеждаюсь в том, что создатели сериала попали со своим наркоманом в халате в самое яблочко: доктор Хаус идеально отражает сублимированный протест западного общества против завинчивания гаек Новым мировым порядком.

То есть люди же не слепые! Они всё видят: как с каждым годом убывает из и без того хлипкого запасника их гражданских свобод, как снижается уровень жизни, как растёт реальная (а не закамуфлированная шахер-махером со статистикой) безработица, как неподъёмнее становится медицинская помощь, как примитивизируется социальная жизнь, которая после секулярной смены парадигмы от оглашённого консьюмеризма к жалкому кубышничеству превратилась вообще в тоску зелёную, не поправимую даже Суперболом.

Все всё видят, однако осознают, что изменить ничего не в состоянии. Потому что это раньше были плохие и хорошие, империя зла и бастион демократии, пауки-капиталисты и праведные пролетарии. Сегодня от чётких водоразделов и псевдоэтического размежевания не осталось и следа. Вместо этого родился на свет суккуб по имени «международный терроризм», выпущенный из преисподней 11 сентября 2001 года, коему в заклание уже 13 лет приносят гражданские права и свободы, на завоевание которых ушло четыре столетия.

И, главное, ничего нельзя поделать, потому как завинчивание гаек творится исключительно из благих побуждений, из заботы об общественной безопасности («Мы спасаем жизни ваших детишек и пожилых родителей!»), во имя торжества демократии и добра. В подобных обстоятельствах остаётся только одно — уколоться и забыться. Чем западные люди (равно как и товарищи, вовлечённые в эту орбиту по недомыслию или недоразумению) успешно и занимаются: потребление прозака и вульгарной наркоты достигло all time high, а весь социальный пар ушёл в бунт... доктора Хауса!

Стоит ли удивляться, что этот пренеприятнейший и вреднейший персонаж («Доктор Хаус») пользовался бешеным успехом с 2004 по 2012 год? Когда Хауса благополучно прихлопнули (последняя, 177-я серия ушла в эфир 21 мая 2012 года), все резко задумались над продолжением. Продолжением сублимации социального возмущения, разумеется, а не похождений хромого наркомана.

И, представьте себе, быстро её — эту сублимацию — нашли! В образе уникальной типологической фикции рубежа XIX–XX веков — Шерлоке Холмсе. Сразу скажу: выбор восхитительный! Ирландский аристократ Артур Конан Дойл задумал свою парочку Холмс — Ватсон как своеобразную адаптацию Дон Кихота — Санчо Пансы для эпохи повального увлечения антропоцентрическими иллюзиями: технологический прогресс, триумф человеческого разума, торжество науки и знания над религией и мракобесием и т. д. У Дойла «шерлокиана» получилось со вкусом, потому как переполнена иронией (иначе и быть не могло у писателя из блистательного рода католиков, оставивших неизгладимый след в архитектуре, живописи и литературе). Именно это обстоятельство (= меланж «дедукции» с иронией) обеспечило славу и бессмертие творческому наследию Дойла.

Детективные истории о Шерлоке Холмсе экранизировались в прямом смысле слова несчётное число раз. Забавно, что в СССР и России до недавнего времени было снято больше фильмов о Холмсе и Ватсоне, чем в США и Великобритании, вместе взятых (17 эпизодов !!!). Реванш наступил в конце «нулевых», когда — аккурат на смену Хаусу! — вознеслось цунами холмс-безумия.

В 2009 и 2012 годах увидели свет два сиквела Гая Ричи — «Шерлок Холмс» и «Шерлок Холмс: Игра теней», которые, на мой взгляд, максимально приближены к аутентичному образу детектива с Бейкер-Стрит, то есть к тому, как его представлял Артур Конан Дойл: уникальный мастер дедукции, не чуждающийся пьянства, наркомании и уличных драк! Роберт Дауни-младший из фильма Ричи гениально справился с ролью, хотя и очевидно, что британцам он не мог понравиться так же, как наш Ливанов, которого в современной Англии почитают как актёра, создавшего наиболее адекватное воплощение «гениального сыщика» (то, что это воплощение не имеет ни малейшего отношения к авторскому замыслу Дойла, а лишь трафит англофильскому мифу, мало кого волнует :-) ).

Читать дальше - http://www.computerra.ru/92060/sherloki-i-vatsonyi-tretiy-otzhim/