NASA представило впечатляющую анимацию, отображающую путь марсохода Perseverance по Марсу с момента его прибытия в феврале 2021 года. Perseverance преодолел расстояние около 30 километров за последние 44 месяца, включая места, где он собирал образцы марсианской породы и почвы. Эти образцы будут доставлены на Землю для изучения в лабораторных условиях, чтобы определить, существовала ли когда-либо жизнь на Красной планете.

Большая часть путешествия Perseverance проходила внутри кратера Езеро, который когда-то был заполнен водой и, по мнению учёных, имеет наибольшие шансы содержать свидетельства древней жизни. Однако в последние месяцы марсоход столкнулся с серьёзными трудностями при подъёме по склону кратера, преодолевая самые крутые склоны в истории его путешествия. Поверхность, по которой он сейчас движется, состоит из рыхлой пыли и песка с тонкой, хрупкой коркой, что приводит к пробуксовке и снижению эффективности движения. В некоторых случаях Perseverance преодолел лишь 20% запланированного маршрута.

«Марсоходы ездили по более крутым склонам, и они ездили по более скользким склонам, но это первый раз, когда пришлось иметь дело с обоими, и в таком масштабе. На каждые два шага вперёд, которые делает Perseverance, мы делаем как минимум один шаг назад», — отметил Кэмден Миллер, инженер миссии из Лаборатории реактивного движения NASA.

Чтобы решить эту проблему, команда использовала реплику марсохода на Земле для тестирования манёвров, направленных на уменьшение проскальзывания, и рассмотрела альтернативные маршруты с различным рельефом. В результате было принято решение изменить маршрут, и сейчас Perseverance продолжает свой путь в устойчивом темпе.

«Таков сейчас план, но, возможно, нам придётся что-то изменить по ходу дела. Ни одна миссия марсохода не пыталась подняться на такую большую гору так быстро. Научная группа хочет как можно скорее добраться до вершины кратера из-за научных возможностей там. Нам, планировщикам маршрутов, предстоит придумать, как туда добраться», — добавил Миллер.

Эти возможности включают доступ к породам из древнейшей коры Марса, которые образовались в результате множества различных процессов. Эти камни никогда не анализировались вблизи и потенциально могут включать некогда обитаемую среду. Исследование этих пород может предоставить ценную информацию о геологической истории Марса и возможном существовании жизни на Красной планете в прошлом.

Новая стратегия обнаружения микроРНК, основанная на лигировании алкин-азидного циклоприсоединения (SPAAC) с помощью дезинтеграции наноструктур ДНК, была разработана исследователями из Института биомедицинской инженерии и технологий Сучжоу (SIBET) Китайской академии наук. Эта технология может значительно улучшить раннюю диагностику и прогнозирование заболеваний, поскольку микроРНК являются ценными биомаркерами, тесно связанными с патогенезом опухолей и другими патологическими процессами.

В основе новой стратегии лежит трёхмерная усечённая треугольная пирамида ДНК (TPF), разработанная под руководством профессора Мяо Пэна. Эта наноструктура ДНК служит каркасом для распознавания цели, обеспечивая три одноцепочечных боковых края для последующих структурных переходов ДНК. В присутствии целевой микроРНК дуплекс-специфическая нуклеаза (DSN) используется для расщепления одноцепочечной ДНК в верхней части ДНК TPF, что приводит к восстановлению ДНК-треугольника и последующему лигированию SPAAC для локализации нескольких сигнальных цепей.

SPAAC — это клик-реакция без металла и фермента между азидами и циклооктиалкинами, которая обладает высокой селективностью и биологической ортогональностью. Эта реакция идеально подходит для лигирования дискретных участков ДНК-наноструктур, позволяя создавать высокочувствительные электрохимические биосенсоры. Благодаря конструкции боковых краёв ДНК-ТПФ возможно образование множественных шпилек с ферроценами, что сокращает расстояние между электрохимическими частицами и электродом, обеспечивая высокую чувствительность и воспроизводимость.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Nano Letters, демонстрируют высокую эффективность новой стратегии. Клинические применения показали хорошую стабильность, что делает эту технологию перспективной для дальнейшего развития ДНК-нанотехнологий и их применения в клинической химии.

«Наша новая стратегия обнаружения микроРНК основана на интеграции ДНК-наноструктур и химии, что может значительно улучшить раннюю диагностику и прогнозирование заболеваний. Мы надеемся, что наша работа вдохновит на дальнейшие разработки в этой области и поможет создать более эффективные методы диагностики и лечения различных заболеваний», — заявил профессор Мяо Пэн.

Открытие микроРНК, за которое была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине 2024 года, подчёркивает важность этих биомаркеров в медицине. Новая стратегия обнаружения микроРНК, разработанная исследователями из SIBET, может стать значительным шагом вперёд в использовании микроРНК для ранней диагностики и прогнозирования заболеваний, что может привести к улучшению качества жизни пациентов и снижению смертности от различных патологий.

Китайские исследователи разработали инновационный самоочищающийся электрод, который позволяет осуществлять высокостабильный синтез щелочноземельных перекисей металлов (MO2, M=Ca, Sr, Ba). Эта разработка, опубликованная в журнале Nature Nanotechnology, может значительно снизить экономические потери и риски взрыва, связанные с транспортировкой и хранением перекиси водорода (H2O2), традиционно используемой для синтеза перекисей металлов MO2.

Перекиси металлов обладают превосходными окислительными свойствами, химической стабильностью, высокой чистотой и простотой в хранении и транспортировке. Они широко применяются в очистке и дезинфекции сточных вод. Однако текущий процесс первичного синтеза MO2 включает быстрое разложение H2O2, что приводит к недостаточному использованию перекиси водорода и связанным с этим экономическим потерям.

Исследовательская группа под руководством профессора Лу Чжии из Института материаловедения и инженерии Нинбо (NIMTE) Китайской академии наук и профессора Цзя Цзиньпина из Шанхайского университета Цзяотун предложила новый процесс электрохимического синтеза.

Высококонцентрированный H2O2, полученный в результате двухэлектронного электрохимического восстановления кислорода (2e-ORR), может быть эффективно преобразован в перекись металла на поверхности электрода. Однако сильная адгезия твёрдого продукта MO2 к поверхности электрода может остановить работу системы.

Для решения этой проблемы исследователи сконструировали легированный никелем кислородсодержащий углеродный электрод с тефлоновым покрытием (T-NiOC), который обладает наноструктурой и низкой поверхностной энергией. Такая конструкция значительно уменьшает площадь контакта твёрдого тела и жидкости, способствуя быстрому отделению MO2 от самоочищающейся поверхности электрода.

Электрод T-NiOC продемонстрировал накопленную селективность ~99% и стабильность в течение более 1000 часов при плотности тока 50 мА см-2 для электрохимического синтеза MO2. По сравнению с H2O2, синтезированный CaO2 показал лучшие результаты при разложении тетрациклина с помощью гидродинамической кавитации (HC).

Профессор Лу Чжии прокомментировал: «Наша работа может помочь в разработке и совершенствовании других электрохимических реакций твердотельного синтеза. Мы ожидаем, что этот метод будет способствовать более широкому применению перекисей металлов в различных отраслях промышленности».

Эта разработка открывает новые перспективы для безопасного и экономичного синтеза перекисей металлов, что может привести к более эффективному использованию этих соединений в различных областях, включая очистку сточных вод и дезинфекцию.

Компания Intel сейчас производит все свои новые потребительские процессоры на мощностях TSMC. И похоже, это можно назвать злой иронией, потому что несколько лет назад Intel потеряла гигантскую скидку у TSMC из-за своих высказываний. 

По данным Reuters, в 2021 году TSMC предложила Intel невероятную скидку в 40% на продукцию, выпущенную по тогда ещё свежайшему техпроцессу 3 нм. Одна пластина на тот момент стоила 23 000 долларов, и TSMC предложила Intel скидку в 40%, чтобы довести цену примерно до 14 000 долларов. 

Однако тогда Intel ещё не находилась в столь плачевном положении, как сейчас, и вовсю продвигала свои собственные техпроцессы в рамках инициативы пять новых техпроцессов за четыре года. Тогда Intel вряд ли предполагала, что в 2023 году ей придётся частично производить свои CPU Meteor Lake на мощностях TSMC, а в 2024 году отдать фактически конкуренту вообще все новые потребительские процессоры.  

В рамках своих усилий по привлечению субсидий со стороны правительства США, глава Intel Пэт Гелсингер не стеснялся указывать на геополитические риски, связанные с концентрацией передового производства чипов на Тайване. 

Некоторые из его спорных замечаний, которые даже вызвали перепалку с основателем TSMC, были сделаны на конференции Fortune Brainstorm Tech Conference. Там Гелсингер заявил, что Тайвань — нестабильное место.  

Эти заявления не были хорошо приняты на Тайване, и в итоге TSMC попросту отозвала своё предложение относительно огромной скидки.  

Учитывая, что сейчас TSMC по техпроцессу 3 нм производит для Intel процессоры Lunar Lake и один из чиплетов Arrow Lake, эта скидка компании очень пригодилась бы. Особенно, учитывая все текущие проблемы Intel. 

Группа исследователей из Мэрилендского университета, NIST, IonQ Inc. и Квантового центра Дьюка совершила значительный прорыв в понимании квантовой механики и информации, продемонстрировав новое поведение квантовых состояний при воздействии когерентных ошибок. «Магия» квантовых состояний, описывающая степень их отклонения от состояний стабилизатора, имеет решающее значение для реализации универсальных и отказоустойчивых квантовых вычислений.

В своей работе, опубликованной в журнале Nature Physics, исследователи показали, что случайный код стабилизатора демонстрирует фазовый переход в отношении «магии», аналогичный ранее наблюдаемому для запутанности. Этот переход включает две силы: создание ресурса и его уничтожение. В случае «магии» квантовых состояний этими силами являются «сколько измеряется» и «сколько вращается кубитов».

Нирула добавил: «Более ранние работы обнаружили другие виды переходов в запутанности, зарядах и т. д., и это поднимает вопросы: какие другие ресурсы могут демонстрировать подобные переходы? Все ли они принадлежат к какому-то универсальному типу перехода? Также важно, чему нас учит наличие фазового перехода в отношении создания устойчивых к шумам квантовых компьютеров?»

Результаты этого исследования открывают новые возможности для исследований, сосредоточенных на ресурсах в системах квантовых вычислений с исправлением ошибок. Будущие исследования могли бы изучить другие свойства и ресурсы, которые демонстрируют фазовый переход, напоминающий те, которые наблюдаются для запутанности и «магии». Кроме того, исследователи намерены изучить возможность использования своего эксперимента как «фабрики магических состояний», где можно производить состояния нестабилизированности для квантового компьютера.

«В настоящее время в этой области наблюдается большой интерес к демонстрации примитивов или базовых блоков исправления ошибок, и наша работа может стать частью этого», — заключил Нирула.

Группа исследователей из Центра вычислительной квантовой физики (CCQ) при Институте Флэтайрон недавно раскрыла причины своего успеха в решении задачи, ранее считавшейся эксклюзивной для квантовых компьютеров, с помощью классического компьютера. Их результаты, опубликованные в Physical Review Letters, демонстрируют, что конкретная двумерная квантовая система переворачивающихся магнитов проявляет поведение, ранее наблюдаемое только в одномерных системах.

Это неожиданное открытие имеет важное значение для понимания границы между возможностями квантовых и классических компьютеров. Ведущий автор исследования, Джозеф Тиндалл, научный сотрудник CCQ, отмечает: «Существует граница, которая разделяет то, что можно сделать с помощью квантовых вычислений, и то, что можно сделать с помощью классических компьютеров. Наша работа помогает немного прояснить эту границу».

Квантовые компьютеры, использующие принципы квантовой механики, обещают значительные преимущества в вычислительной мощности и скорости по сравнению с классическими компьютерами. Однако квантовая технология всё ещё находится в зачаточном состоянии, и учёные продолжают исследовать, где квантовые компьютеры могут иметь преимущество.

В июне 2023 года исследователи IBM опубликовали статью в журнале Nature, в которой подробно описывался эксперимент с моделированием системы массива крошечных переворачивающихся магнитов, эволюционирующей с течением времени. Они утверждали, что эта симуляция осуществима только с квантовым компьютером. Тиндалл и его коллеги, используя свои алгоритмы для решения сложных квантовых задач с помощью классических компьютеров, решили эту задачу всего за две недели, доказав, что её можно решить даже на смартфоне.

Тиндалл и его соавтор Драйс Селс из Института Флэтайрон и Нью-Йоркского университета затем исследовали, почему эту систему можно так легко решить с помощью классического компьютера. Они обнаружили, что система проявляет ограничение, которое может возникнуть при особых обстоятельствах в замкнутых квантовых системах. Ограничение уменьшает количество запутанности, делая задачу достаточно простой для описания классическими методами.

Тиндалл объясняет: «В этой системе магниты не будут просто внезапно вскакивать. Вместо этого они фактически будут просто колебаться вокруг своего начального состояния, даже в очень длительных временных масштабах. Это довольно интересно с точки зрения физики, потому что это означает, что система остаётся в состоянии, которое имеет очень специфическую структуру, а не просто полностью беспорядочно».

Результаты исследования показывают, что ограничение может проявиться в ряде двумерных квантовых систем. Математическая модель, разработанная Тиндаллом и Селсом, предлагает ценный инструмент для понимания физики, происходящей в этих системах. Кроме того, код, используемый в статье, может предоставить инструмент для сравнительного анализа, который учёные могут использовать при разработке новых компьютерных симуляций для других квантовых проблем.

Это исследование помогает лучше понять границу между возможностями квантовых и классических компьютеров и обеспечивает основу для тестирования новых квантовых симуляций. Как отмечает Тиндалл, «одним из больших открытых вопросов в квантовой физике является понимание того, когда запутанность растет быстро, а когда нет. Этот эксперимент даёт хорошее понимание примера, в котором мы не получили крупномасштабной запутанности из-за используемой модели и двумерной структуры квантового процессора».

Новое исследование, опубликованное в Physical Review Letters 22 октября, бросает вызов традиционным представлениям об обмене зарядами в столкновениях ион-атомного типа, предоставляя прямые доказательства нарушения статистики спина. Эта работа, проведённая учеными из Института современной физики (IMP) Китайской академии наук (CAS), имеет важное значение для понимания электронной динамики в быстрых столкновительных процессах и квантовой манипуляции атомной и молекулярной реактивностью.

С момента получения первого рентгеновского изображения кометы в 1996 году, изучение обмена зарядами в столкновениях высокозаряженных ионов с атомами или молекулами стало актуальной темой для исследований. Астрофизикам требуются более точные данные для моделирования наблюдаемых рентгеновских спектров. Традиционно предполагается, что обмен зарядами следует статистическим правилам относительно полного спинового квантового числа, что имеет фундаментальное значение в различных областях.

Однако новое исследование IMP поставило под сомнение эти предположения. Используя низкоэнергетические установки Heavy Ion Research Facility в Ланьчжоу и реакционный микроскоп высокого разрешения, учёные провели эксперимент с использованием ионов C3 + и нейтрального гелия в качестве мишени. Ион C3 + был выбран в качестве кандидата для этого исследования, поскольку он не имеет длительных возбуждённых состояний и всегда находится в своём основном состоянии в области столкновения.

Профессор Чжу Сяолун из IMP, главный автор исследования, пояснил: «Используя реакционный микроскоп, мы можем легко определить атомные состояния в момент захвата электрона при столкновении, преодолевая трудности, с которыми сталкивались в предыдущих экспериментах. Таким образом, относительно легче точно проанализировать основные механизмы».

Команда учёных напрямую измерила коэффициенты поперечного сечения, разрешённые по спину, в качестве исследования спиновой статистики. Результаты продемонстрировали нарушение предположений о спиновой статистике при высоких энергиях столкновения, где они традиционно считаются верными.

Профессор Ма Синьвэнь из IMP, один из авторов исследования, отметил: «Новое открытие поднимает интригующие вопросы как в понимании электронной динамики во время столь быстрых столкновительных процессов, так и в исследовании квантовой манипуляции атомной и молекулярной реактивностью».

Это исследование не только предоставляет новые данные для моделирования рентгеновских спектров в астрофизике, но и открывает новые возможности для изучения квантовой динамики в столкновениях ион-атомного типа, что может иметь значительные последствия для различных областей, включая физику плазмы, химическую физику и материаловедение.

Компания Microsoft готовится завершить поддержку Windows 10 в следующем году. Как известно, это всё ещё очень популярная версия ОС, и в компании придумали способ на этом заработать, продав желающим дополнительную поддержку. 

Потребители смогут заплатить 30 долларов за обновление с расширенной поддержкой (Extended Security Updates; ESU), которое позволит им оставаться на Windows 10 еще немного дольше. За эти самые 30 долларов пользователи получат «критические» и «важные» обновления безопасности в течение года — по сути, исправления безопасности, которые продолжат защищать ПК с Windows 10 от любых уязвимостей. Купить такую поддержку можно будет лишь на один год без возможности дальнейшего продления. 

Напомним, поддержка завершается 14 октября 2025 года, то есть можно будет докупить поддержку до 14 октября 2026 года. 

Само собой, это предложение больше нацелено на корпоративный сегмент.  

Новая область науки, стохастическая термодинамика, может раскрыть глубокие связи между вычислениями и термодинамикой, что имеет важные последствия для энергоэффективности и воздействия на климат. Согласно статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, математические инструменты этой области могут помочь исследовать внутренние механизмы вычислительных систем, которые работают далеко от теплового равновесия.

Тепловое равновесие достигается, когда между двумя системами не проходит тепло. Однако компьютеры, потребляющие энергию и выделяющие тепло при обработке информации, работают далеко от этого состояния. Если бы они прекратили потреблять энергию, то они бы перестали функционировать. Но как количество энергии, необходимое физической системе для выполнения вычислений, зависит от деталей вычислений?

Потенциальные выгоды от использования стохастической термодинамики выходят далеко за рамки компьютеров. Клетки выполняют вычисления, далёкие от равновесия, так же и нейроны в мозге. В более широких временных масштабах социальные системы и даже биологическая эволюция действуют вне равновесия.

На практическом уровне более глубокое понимание энергии вычислений может указать на более энергоэффективные способы проектирования реальных устройств. Выводы в стохастической термодинамике, говорит Уолперт, «повсеместны во всём, что мы можем считать вычислениями. Во многих отношениях они обеспечивают "объединяющий клей", с помощью которого можно связать и интегрировать все эти различные области».

«Эти соображения отсутствовали в работах физиков 20-го века. теперь они дают нам возможность думать о реальной энергетике этих систем», — добавляет Уолперт.

Apple вчера представила

Точнее, некоторые из них, по данным самой компании, являются рекордсменами. Это MacBook Pro 14 на SoC M4, который предлагает 24 часа просмотра видео и 16 часов работы в браузере, а также MacBook Pro 16 на M4 Pro с 24 и 17 часами соответственно. И это рекордные показатели, которые когда-либо заявляла сама Apple. 

Конечно, в реальности добиться работы в течение суток может быть затруднительно, но как минимум обещания, пусть и лишь для просмотра видео, именно такие.