Нефть и катализаторы

В свое время Дмитрий Менделеев прозорливо заметил, что использовать нефть в качестве топлива – безумное расточительство. «Топить можно и ассигнациями», – сказал знаменитый ученый. К сожалению, в нашей стране углеводороды с определенных пор выступают в качестве экспортного сырья, за счет продажи которого пополняется государственная казна. По этой причине технологии, связанные с переработкой нефти, долгое время отходили у нас на второй план, что не могло не иметь для нас печальных последствий.

В принципе, во время высоких нефтяных цен такая ситуация не воспринималась как большая проблема. Казалось бы, обилие природных «кладовых» само по себе является ценностью. Главное – уметь извлечь их содержимое и выгодно продать. Однако время всё расставило на свои места. Современная технологически развитая цивилизация должна не просто уметь извлекать из недр сырье и гнать его за границу (такое возможно даже в самой захудалой африканской стране), оставляя себе какую-то малость. Чтобы успешно конкурировать с развитыми странами, необходимо иметь собственные технологии переработки сырья. И вот тут оказалось, что Россия серьезно отстает от своих конкурентов. Технологии глубокой переработки нефти – это одна из планок, которую нам в ближайшее время предстоит взять, используя собственный интеллектуальный потенциал. Иными словами – подключая к этому делу науку.

По признанию самих ученых, глубокая нефтепереработка – дело не столь уж простое. Как заметил когда-то по этому поводу академик Валентин Пармон:

«Стран, обладающих полным циклом переработки углеводородов, меньше, чем стран, умеющих делать ядерное оружие».

Указанная тема была специально затронута на XVII «Семинаре-конференции Проекта 5-100», не так давно прошедшем в НГУ. Согласно цифрам, представленным в докладе доцента кафедры физической химии факультета естественных наук НГУ Екатерины Пархомчук, Россия на сегодняшний день едва-едва входит в круг «избранных» стран, владеющих подобными технологиями.

«Несмотря на то, что наша страна занимает вторую строчку по объемам добычи нефти, перерабатываем мы ежегодно всего лишь 270 миллионов, что составляет всего шесть процентов от мировой переработки», – отметила Екатерина Пархомчук. В стране действуют только 32 крупных НПЗ. Из них 16 были введены с 1945-го по 1965-й годы. Кроме этого есть еще 211 мини-НПЗ, часть которых даже не имеют лицензии Ростехнадзора и представляют собой объекты, потенциально опасные для окружающей среды (перерабатывают нефть примерно на 40%, оставляя после себя огромное количество вредных отходов). Что касается глубокой нефтепереработки, то она имеется только на десяти крупных НПЗ. Причем, глубина переработки составляет около 72%, тогда как в мире этот показатель составляет 90 процентов. Само качество переработки нефтепродуктов серьезно отстает от мирового, не соответствуя международным стандартам.

Еще Менделеев считал, что использовать нефть в качестве топлива – безумное расточительство, сравнимое с использованием с той же целью ассигнаций Как ни странно, но приведенному в самом начале «завету» Менделеева следуют не у нас, в России, а в развитых странах. В нашей стране нефтепереработка нацелена, в основном, на извлечение топлива. Извлекается в основном керосин и бензин, идущие для внутреннего потребления, остальные же фракции, богатые ценными компонентами, фактически полностью отдаются за рубеж за бесценок. «Теоретически мы, конечно, могли бы всё это перерабатывать и получать много полезных продуктов. Но пока мы этим не занимаемся. Те немногие процессы глубокой переработки – каталитический крекинг, гидрокрекинг, коксование – дают просто смешной вклад в общую нефтепереработку в России», – посетовала Екатерина Пархомчук.

Так, если брать процессы глубокой переработки нефти, то в США на долю каталитического крекинга приходится 35,8% мощностей, в Западной Европе – 15,8%, в Японии – 19,8%, в России – только 6,7 процентов. На гидрокрекинг в США приходится 9,1% мощностей, в Западной Европе – 7,5%, в Японии – 4,0%, в России – 1,9 процента. Не лучшим образом выглядит для нас и ситуация с коксованием.

В целях преодоления столь плачевного состояния нефтеперерабатывающей отрасли к 2020 году в России планируется запустить 120 установок по глубокой переработке нефти. Решение здравое, но ему сопутствует объективное  усугубление  ситуации. Например, постепенно ухудшается само качество «черного золота», извлекаемого из российских «кладовых». На рынок все больше и больше поступает тяжелой нефти, нередко вызывающей оторопь у специалистов своей вязкостью и отвратительным запахом. Работать с такой нефтью, замечает Екатерина Пархомчук, не очень приятно. Однако похоже на то, что от этого уже никуда не деться. Поэтому задача, связанная с созданием современной отечественной технологии глубокой переработки нефти, дополнительно усложняется «трудными» параметрами исходного сырья. К тому же, в свете ужесточения экологических требований, а также требований к качеству самих нефтепродуктов, «на коленке» техническое решение принять никак не получится. Уровень ответственности за конечный результат достаточно высокий. Поэтому науку придется подключать, что называется, по полной программе.

Только цифры: Россия занимает вторую строчку по объемам добычи нефти, но на нашу страну приходится лишь 6 % мировой переработки «черного золота».

И если в процессах глубокой переработки нефти на долю каталитического крекинга в США приходится 35,8% мощностей, в Западной Европе – 15,8%, в Японии – 19,8%, в России – только 6,7 процентов.

Главным же изъяном отечественной нефтепереработки последних лет наши ученые считают всемерное упование на зарубежные технологии и импортные катализаторы. Если брать здесь только базовые процессы, то ситуация с катализаторами выглядит для нас не лучшим образом. Например, для изомеризации бензиновых фракций половина катализаторов покупается за рубежом. Гидроочистка бензина, парафина, дизельного топлива зависит от импортных катализаторов на 97 процентов. Гидрокрекинг зависит вообще на все сто процентов!

К 2020 году эту зависимость от импорта планируют существенно сократить, как минимум в два раза. И как мы понимаем, главную роль в этом процессе будут играть именно наши ученые. По словам Екатерины Пархомчук, по заказу со стороны компании «Газпром нефть» разрабатывается соответствующий проект, ставящий своей целью создание отечественных катализаторов для глубокой переработки углеводородного сырья. В проекте примут участие сразу несколько научных организации, в том числе – Новосибирский государственный университет, Институт катализа им. К.Г. Борескова СО РАН, Томский государственный университет и другие. Причем ведущую роль будут играть здесь именно новосибирские ученые. И, судя по докладу Екатерины Пархомчук, у них уже есть на этот счет достаточно серьезные наработки.

Олег Носков

"В Новосибирске происходит масса интересных событий"

Трек «Умные технологии» стал одной из самых интересных площадок фестиваля. Эксперты рассказывали про технологии «умного дома» и «умного города», про персональные летательные аппараты и возможности искусственного интеллекта, о том, можно ли стать киборгом и как использовать свой мозг с повышенной эффективностью, знакомили с технологиями медицины будущего и исследованиями в области глубокого обучения. Происходило все это в формате коротких и эмоциональных презентаций, а то и вовсе – в режиме диалога с аудиторией.  А бессменным модератором площадки выступала наш сегодняшний собеседник – Резеда Рыбалко. Было очевидно, что эта роль для нее была совсем не случайной и дело популяризации науки для нее не ново. Потому мы и попросили ее поделиться накопленным опытом.

– На самом деле, я человек в Новосибирске новый, приехала сюда из Екатеринбурга полтора года назад. Но я продолжаю работать по тем проектам, которые мы начинали там и пока, можно сказать, живу «на два города».

– Что это за проекты и кто такие «вы»?

– Мы – это общественная организация "Уральский Клуб нового образования". У нас несколько проектов, самых крупных – два. Это фестиваль технического творчества и современных технологий «Город технотворчества» и смена для интеллектуально одаренных старшеклассников «ТехноЛидер». Фестиваль каждый год проходит в феврале, длится дней десять. В его рамках мы объединяем специалистов, которые занимаются техническим творчеством и создаем какие-то новые форматы работы с аудиторией от трех до ста трех лет (смеется). Для любого возраста есть свой формат. Можно прийти на семейные мастер-классы, на мастер-классы для взрослых, на лекции… В этом году, например, большой популярностью пользовался мастер-класс по сборке квадрокоптеров.

Почему именно в формате фестиваля? Все-таки наша основная целевая аудитория – школьники и студенты, с ними важно говорить на живом и понятном языке, занятия должны быть привлекательны не только с образовательной, но и досуговой стороны. А с другой стороны, формат фестиваля позволяет нам каждый раз придумывать какие-то новые форматы, вводить новые элементы программы, экспериментировать. Что еще важно – вся эта работа проводится нами на общественных началах и участие во всех мероприятиях фестиваля – бесплатное.

Резеда Рыбалко - бессменный модератор трека Умные технологии – Не было желания перенести этот опыт в Новосибирск?

– Изначально такая мысль была. И поскольку я понимаю, что подобные вещи – плод исключительно командной работы, а я в вашем городе – человек новый, то я стала «обрастать» знакомствами среди людей, занимающихся аналогичной работой здесь. И вскоре меня приятно удивило, что у вас происходит масса событий (пусть часто и локальных) в этом направлении – разные мастер-классы, фестивали, флеш-мобы и др. То есть, в Екатеринбурге мы были в числе первопроходцев в деле приобщения молодежи к научно-техническому творчеству. А в Новосибирске эта работа уже поставлена достаточно широко. И я не вижу смысла «изобретать велосипед», гораздо эффективнее участвовать в больших программах и реализовывать свои маленькие проекты внутри.

– Например?

– Например, в рамках фестиваля EUREKA!FEST-2016 есть мой спецпроект «Ночные сборы юных инженеров». Он пройдет уже после завершения основной программы, начнется вечером 8 октября и продлится до утра следующего дня. Мы широко его не рекламировали, поскольку он «заточен» под целевую аудиторию – учеников классов с инженерным уклоном.

– А почему именно ночные?

– Мы хотим благодаря такому формату создать на сборах свою атмосферу. С одной стороны, это необычно, а школьникам всегда интересно попасть в необычные условия. А с другой – ночные сборы больше располагают к неформальному общению между ребятами. Мы уже дважды проводили такие сборы в Екатеринбурге, на фестивале «Город технотворчества» и получалось очень интересно.

– А трек «Умные технологии» - тоже ваш маленький проект?

– Нет, эта идея родилась у организаторов в ходе подготовки фестиваля. Понятно, что наука без технологий не сможет развиваться, в свою очередь наукоемкие технологии - тренд. Поэтому на фестивале науки есть отдельный трек «Умные технологии». Когда формировалась программа этой площадки, я была в Екатеринбурге на своем проекте «ТехноЛидер». Но, когда я вернулась, мне предложили стать модератором и я согласилась.

– И как Вы оцениваете получившийся результат?

– Трек получился очень насыщенный. Мы попытались охватить максимум тем: и нейротехнологии, и транспорт, и медицину, и сферу ИТ-технологий. И одно из главных достоинств – что в роли лекторов выступили люди из других городов – Москвы, Санкт-Петербурга, Калининграда. Эксперты, с которыми вживую пообщаться вне фестиваля новосибирской молодежи было бы крайне затруднительно. Это очень ценный опыт, я считаю. Может быть, на треке не хватило практикума, и в следующий раз к формату «слушать» мы попробуем добавить формат «делать». С другой стороны, у вас в городе и без того хватает мастер-классов. В любом случае, время до следующего фестиваля еще есть и что-то новое обязательно будет.

Георгий Батухтин

EUREKA!FEST-2016 – погружение в нейросайнс

Фестиваль EUREKA!FEST-2016 проходит уже в третий раз, и его организаторы постоянно добавляют в программу какие-то новые элементы, площадки, форматы. Одно из нововведений этого года – титульная наука фестиваля. Ею стала нейросайнс — комплексное направление, объединяющее нейробиологов, медиков, представителей IT, лингвистов и специалистов других сфер знания.

Теме нейросайнс посвящено сразу несколько проектов на  EUREKA!FEST. Например, организаторы решили поэкспериментировать, объединив в одном перфомансе музыкантов, современных художников и нейрофизиолога. Это высокого уровня импровизационные музыканты Роман Столяр и Сергей Летов, известный московский цифровой художник Вадим Эпштейн, нейрофизиолог, профессор НГУ Александр Савостьянов. Сигналы мозга музыкантов, снятые с помощью специальных нейросканеров, станут источником для вдохновения при музыкальной импровизации.

А еще этой области было посвящено несколько лекций трека «Умные технологии», прочитанных в НГУ 29 сентября. Открыл этот блок старший аналитик компании «Яндекс» Иван Ямщиков, предложивший порассуждать о том, как появляются новые технологии. Сам Иван – человек творческий, известный помимо прочего участием в проекте «Нейронная оборона» (запись альбома-посвящения Егору Летову при помощи нейросетей). К творчеству он призвал и всех собравшихся, напомнив девиз IBM: «Машины должны работать. Человек должен думать».

Один из экспертов, старший аналитик компании «Яндекс» Иван Ямщиков предложил порассуждать о том, как появляются новые технологии Думать, например, над созданием нового технологического продукта. А чтобы лучше понять, как проходит этот процесс, докладчик поиграл с аудиторией «в кубики»: на примере горячих технологических новинок этого лета рассмотрел как одни технологии выступают «кубиками» при создании других, более совершенных.

– Одним из условия появления нейронных сетей стало создание больших вычислительных мощностей, без которых невозможно обработать такие большие объемы данных, - напомнил Иван. – А сами эти мощности были созданы прежде всего для рынка компьютерных игр, конкретно 3D-shooter’ов. В результате компания-производитель графических карт NVIDIA сейчас является одним из лидеров мирового рынка оборудования для научных вычислений.

На самом деле, утверждает докладчик, «кубики» - это не игра, а способ мышления. Это умение увидеть в одних технологических решениях возможности для других, более совершенных, дает человеку немалые преимущества. Какие, хорошо видно на примере Стива Джобса и Илона Маска.

– Не надо «продавать жетоны в метро» или заниматься другой механической работой, – завершил свою лекцию Иван Ямщиков. – Работать должны машины, а люди должны думать. Думайте, творите, изобретайте.

Тему изобретений в мире нейросайнс продолжил главный редактор портала Нейроновости Алексей Паевский Тему изобретений в мире нейросайнс продолжил главный редактор портала «Нейроновости» Алексей Паевский в своем докладе «Нейронауки и нейротехнологии: горячие новости 2016 года».

Как отметил Алексей, мир нейронаук в последние годы буквально «взорвался» новыми технологиями и открытиями, и журналисты просто не успевают писать обо всем, что происходит в этом направлении. В доказательство своего тезиса он привел «горячую дюжину» открытий и ноу-хау, сделанных в последние месяцы.

В их числе робот рентгенолог-диагност, который уже применяется на практике и спасает жизнь первым пациентам. Приложение для смартфона, которое может выявить риск развития аутизма у вашего ребенка. И метод ранней диагностики болезни Альцгеймера по сетчатке глаза, разработанный в университете Минессоты. В этом году ученые научились склеивать нервы, выращивать нейроны из клеток кожи пациента (что очень важно при болезни Паркинсона, при которой нейроны быстро отмирают) и создавать растворяемые сенсоры. Последние весьма полезны при лечении черепно-мозговых травм, когда в первые двое суток критически важно отслеживать внутричерепные давление и температуру. Раньше проводить такой мониторинг в режиме реального времени было практически невозможно, теперь же при операции на коре мозга размещают крошечные сенсоры, которые в течение 48 часов передают всю необходимую информацию о состоянии пациента, а потом полностью растворяются без ущерба для организма.

Еще одно важное достижение связано с именем японского ученого Судзуми Тонегава. В 1987 году он получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине «За открытие генетического принципа образования разнообразия антител». А затем - что редкость в мире науки – сумел переключиться в совершенно новую область исследований и добиться там потрясающих результатов. Под его руководством группе ученых удалось излечить мышей от амнезии, восстановив с помощью света утраченные воспоминания.

Ученому удалось также доказать, что и воспоминания больных Альцгеймером тоже не теряются, а «перепрятываются» мозгом. И их можно вернуть. Пока на практике это удалось сделать у мышей и крыс, но японцы уверены, что восстановление памяти у пациентов-людей – дело недалекого будущего.

Подробнее об этих и других открытиях Алексей Паевский предложил прочитать на портале «Нейроновости». А затем вместе со своей коллегой Анной Хоружей продолжил трек рассказом о связи медицины и искусства. А точнее о том, что могут известные картины рассказать историку науки и врачу. Оказалось – достаточно много.

Врачи нашли у Сесилия  Веспуччии, позировавшей Ботичелли, симптомы туберкулеза Например, известная работа Боттичелли «Рождение Венеры». Моделью для нее выступила первая красавица Флоренции того времени Сесилия  Веспуччии. Девушка была всеобщей любимицей, но внезапно скончалась в возрасте 23 лет. По одной из версий – причиной смерти стал туберкулез. И эта версия подтверждается картиной, где видно, что у натурщицы практически отсутствуют ключицы, по всей видимости, ставшие «жертвой» костного туберкулеза.

Генетическая аномалия – синдром Ангельмана (известная также как синдром «счастливой куклы») - была описана британским педиатром Гарри Ангельманом в 1965 году. А изображена впервые венецианским художником Джовани Карото за полтысячи лет до этого на картине «Портрет мальчика с рисунком куклы». К слову, именно эта картина и помогла британскому врачу описать заболевание.

А вот анализ картин с водяными лилиями работы известного импрессиониста Клода Моне дает неожиданную информацию о самом художнике. Оказывается у Моне под конец жизни, после операции по удалению хрусталика левого глаза из-за катаракты открылась способность видеть в ультрафиолетовом спектре, отчего его картины обрели новые цвета. Например, рисуя знаменитые «Водные лилии», Моне видел лилии голубоватыми в ультрафиолетовом диапазоне, в отличие от обычных людей, для которых они были просто белыми.

Директор Химико-биологического института БФИ Максим Патрушев рассказал про идеологию Нейронета и ее практическое воплощение После искусствоведческого отступления тему собственно нейросайнс продолжил директор Химико-биологического института БФИ Максим Патрушев. Темой его доклада стал Нейронет. Идеологию Нейронета и его практическое воплощение, в том числе в качестве одной из составных частей Национальной технологической инициативы, вы сможете узнать подробнее в интервью Максима для нашего портала, которое будет опубликовано в ближайшие дни.

Трек «Умные технологии» продолжит свою работу и в остальные дни фестиваля. Эксперты расскажут про технологии «умного дома» и «умного города», о том, можно ли стать киборгом и как использовать свой мозг с повышенной эффективностью, про технологии медицины будущего и исследования в области глубокого обучения. Узнать обо всем этом вы сможете, посетив эту площадку, а мы задали несколько вопросов ее модератору – Резеде Рыбалко. Читайте интервью с ней на нашем портале завтра.

Георгий Батухтин

Поддержка приборной базы

Бюджетная комиссия Федерального агентства научных организаций в течение сентября месяца текущего года рассмотрела и согласовала заявки академических институтов на проведение капитального ремонта, обеспечение функционирования центров коллективного пользования и уникальных установок на 2016 год, получившие одобрение Комиссии по развитию научной инфраструктуры научных организаций, подведомственных ФАНО России. Общий объем поддержки составит 1,525 млрд рублей. Об этом на заседании Научно-координационного совета при ФАНО России сообщила начальник финансово-экономического управления агентства Наталья Сибирякова.

По ее словам 1,284 млрд рублей будут выделены на поддержку уже существующей инфраструктуры. Почти треть от этой суммы – 480 млн рублей – будет направлена на капитальный ремонт приборного парка. Как отметил руководитель Комиссии по развитию научной инфраструктуры, академик Ренад Сагдеев, такая централизованная программа по ремонту оборудования в системе академических институтов будет запущена впервые за 30 лет.

«Наверное, впервые за двадцать или тридцать лет в системе академических институтов поставлен вопрос о ремонте оборудования. 480 млн рублей – приличная сумма. Это 2% от балансовой стоимости всего оборудования, которым располагают академические институты», - отметил он.

122,8 млн рублей пойдут на инвентаризацию биоресурсных коллекций. Бюджетная комиссия одобрила 33 заявки от институтов ФАНО России по четырем направлениям: коллекции микроорганизмов, культур клеток человека и животных, коллекции сельскохозяйственных растений, а также коллекции лабораторных и диких животных.

На модернизацию суперкомпьютерных центров в этом году будет направлено 300 млн. рублей. Эти средства распределят между собой пять институтов, на базе которых сосредоточены мощности для высокопроизводительных вычислений. Речь идет о центрах, расположенных в Москве, на Урале, в Сибири и на Дальнем Востоке. Ожидается, что их производительность в итоге увеличится на 30%.

На 176 млн рублей совокупно будет увеличен объем субсидии на выполнение  государственного задания восьми институтам, на балансе которых находятся 15 уникальных научных установок для проведения исследований в области ядерной физики, астрофизики и астрономии.

На создание информационных систем управления центрами коллективного пользования и научными исследованиями ФАНО России в текущем году выделит 204,3 млн рублей.

Оставшиеся 240 млн рублей будут потрачены на закупку нового научного оборудования.

Комментируя работу Комиссии по развитию научной инфраструктуры, НКС и Бюджетной комиссии, руководитель ФАНО России Михаил Котюков подчеркнул, что с появлением программы развития научной инфраструктуры работа по поддержке и развитию приборной базы приобрела системный характер.

«Хочу поблагодарить членов совета и всех экспертов, которые принимали участие в этой работе. Работая непосредственно с заявками организаций и делая это на открытых площадках, ФАНО России выстраивает принципиально новую систему координат, которая позволяет оказывать поддержку, прежде всего наиболее перспективным и конкурентоспособным направлениям. Тем самым у нас появляется возможность эффективнее и точнее распределять бюджетные средства», - отметил М. Котюков.

 

«Перманентная революция» аккумуляторов

Если вы успели заметить, тема мобильной энергетики за последний год как-то у нас слегка «увяла». Еще не так давно Новосибирск гордился своими троллейбусами с автономным запасом хода. Они красовались во всех буклетах, изданных новосибирской мэрией. Что с ними сейчас – никого уже, похоже, не интересует, включая и чиновников мэрии. Да и горожане, скорее всего, тоже легко смирились с этой «утратой». Да, кто-то еще отлично помнит маршрут, по которому ездил странный троллейбус, способный на отдельных участках дороги опускать «рога» и двигаться по трассе как автобус. Появлялись сообщения, будто у мэрии были какие-то серьезные планы по электрификации городского транспорта. Но, как говориться, обещанного три года ждут. А в свете бурных политических событий последнего года на передний план выходят совсем другие темы. Да и вообще, последний год показал, что для города сейчас куда актуальнее состояние теплосетей и ливневой канализации. Так что не до чудо-техники пока… Мобильная энергетика, конечно, – вещь хорошая, но подготовка к зиме важнее.

Собственно, почему мы опять затронули эту тему? Дело в том, что поистине революционные изменения, происходящие в сфере накопителей электроэнергии, сулят человечеству головокружительные перспективы (о чем мы тоже писали). В мире появляются свои флагманы развития, предлагающие новейшие образцы соответствующей техники (взять хотя бы компанию Tesla Motors). В России, претендующей на мировое лидерство, по идее также должны быть аналогичные лидеры. И они, вроде бы есть. Только у них, к сожалению, на практике как-то не всё хорошо срастается.

В этой связи уместно вспомнить несчастливое детище компании РОСНАНО – Новосибирский завод по производству литий-ионных накопителей энергии «Лиотех». Упомянутые выше чудо-троллейбусы связаны с ним неразрывно, поскольку на них устанавливались именно «лиотеховские» аккумуляторы. Судьба завода, выпускавшего эти машины, оказалась печальной. Судьба самого «Лиотеха» постоянно ставится под вопрос.

Предприятие периодически объявляют банкротом, но потом оно неожиданным образом «воскресает». Потом опять оказывается банкротом. Что будет дальше, непонятно. Хотя, по словам осведомленных людей, пациент еще «дышит» и имеет шансы на выздоровление. Вопрос – кто даст ему такой шанс? Правильнее – кто предложит ему действенное «лекарство»?

И вот здесь мы подходим к главной теме нашего разговора. Начнем с того, что наука не стоит на месте и постоянно предлагает возможности для совершенствования технологий. Вопрос совершенствования накопителей электроэнергии также не остается в стороне. Недавно в НГУ прошел XVII «Семинар-конференция Проекта 5-100», где, в частности, обсуждался вопрос использования углеродных  наноматериалов для электрохимических накопителей энергии. Как отметил один из докладчиков – научный сотрудник лаборатории углеродных наноматериалов НГУ Виктор Коротеев, – углеродные наноматериалы используются во всех компонентах электрохимических накопителей энергии. «Последние исследования, – отмечает ученый, – показывают, что возможно увеличение ёмкости и мощности накопителей при использовании углеродных наноматериалов и гибридных материалов на их основе».

Одним словом, в НГУ активно развивают данную тему. Надо сказать, что в самом Академгородке достаточно хорошо развито такое направление, как материаловедение. И некоторые ученые имеют даже мировую известность. При желании, в этом легко убедиться.

Казалось бы, при чем здесь завод «Лиотех» и РОСНАНО? А при том, что прежнее руководство завода практически полностью игнорировало этот научный задел. И если искать главную причину банкротства предприятия, то сформулировать ее можно так: «Страшно далеки они были от науки».

Будучи не так давно сотрудником департамента промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Новосибирска, я неоднократно общался с представителями прежнего руководства предприятия и отметил для себя именно этот момент.

Принцип производства инновационной продукции на заводе был прост: взять готовый китайский образец и собрать его у себя на заводе из китайских же комплектующих. Причем, порочность самого подхода к инновациям в немалой степени осложнялась плохим качеством самих комплектующих.

Во всяком случае – на первых порах. Поэтому не удивительно, что к первым партиям аккумуляторов были серьезные претензии. Именно их, кстати, установили на новосибирском чудо-троллейбусе. Поэтому нарекания были и со стороны производителя этих машин. Причем, низкое качество аккумуляторов сильно ударило не только по репутации завода «Лиотех», но в том числе сыграло дурную шутку и с этими «инновационными» троллейбусами.

Чуть позже руководители завода пытались наладить сбыт своей продукции для коммунального хозяйства и малой энергетики. С этой целью даже проводились совещания в Комитете по энергетике мэрии Новосибирска. Причем показательно было то, что встречные предложения наладить тесное сотрудничество с научным сообществом Академгородка, осуществить необходимые НИОКР в целях создания подлинно инновационной продукции, востребованной в городском хозяйстве и распределенной энергетике, встречали довольно прохладный прием. Да, это не отметалось с ходу, но отодвигалось куда-то на задний план, словно что-то второстепенное. Как выяснилось, руководителей, отвечавших за развитие, в большей степени волновала «гуманитарная» проблема, а именно – перевод с китайского языка на английский технической документации, «добытой» в том же Китае в ходе зарубежных командировок. Иначе говоря, вместо создания собственных образцов техники руководство предприятия предпочитало осуществлять простое копирование. Как мы понимаем, такое поведение вряд ли соответствует флагману инновационного развития.

Впрочем, есть признаки, что новое руководство пересмотрело стратегию. Виктор Коротеев на упомянутой конференции сообщил:

«Недавно к нам через руководство нашего университета обратился завод «Лиотех». Возможно, мы будет взаимодействовать с этим предприятием». Не исключено, что выйти из непростой ситуации заводу поможет именно сотрудничество с нашими учеными. Польза здесь, в общем-то, взаимовыгодная.

Кроме того, необходимо учесть, что подобное сотрудничество финансово поддерживается государством. Теоретически, участвуя в подобном совместном проекте, сотрудники университета могут рассчитывать на грант в объеме до 20 миллионов рублей. Ученые, как нетрудно догадаться, готовы включиться в работу хоть сейчас. Но многое будет зависеть, как мы понимаем, от дальновидности нового руководства завода. И тот факт, что они сами обратили свой взор на науку, вселяет некоторые надежды на благоприятный исход.

Олег Носков

EUREKA!FEST-2016 – день первый

28 сентября стартовала основная программа фестиваля EUREKA!FEST-2016 – предлагаем краткий обзор некоторых мероприятий.

Открывал этот день блок, подготовленный совместно с ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН». Сначала научный сотрудник лаборатории генетики развития Алексей Мензоров рассказал о современных достижениях клеточной терапии. Затем зав. сектором геномики стволовых клеток Нариман Батуллин (победитель прошлогоднего Science Slam) поднял тему реальных и мнимых опасностей ГМО.

Алексей Дорошков проводит экскурсию в Центре геномных исследований ФИЦ «ИЦиГ СО РАН» А в завершение научный сотрудник лаборатории биоинформатики растений Алексей Дорошков вместе со своей коллегой Марией Юдиной провели экскурсию в Центр геномных исследований.

Геномными проектами занимаются многие подразделения ИЦиГ, но оснастить каждую лабораторию собственным комплексом необходимой аппаратуры было бы невозможно из-за нехватки средств (один современный секвенатор стоит свыше 100 млн рублей).

Поэтому в 2009 году в стенах института и появился этот центр коллективного пользования.

На оборудовании Центра создают колонии бактериальных штаммов, используемых в генно-инженерных и геномных исследованиях Сегодня в его помещениях решают самые разные задачи. Например, создают колонии бактериальных штаммов, используемых в генно-инженерных и геномных исследованиях (самый распространенный вид «лабораторной бактерии» – кишечная палочка).

В другой лаборатории Центра ведут работы по созданию собственной базы реагентов, обеспечивающих потребности геномных проектов и экспрессии целевых белков.

Ну и конечно, здесь занимаются секвенированием геномов, а также обработкой полученной информации, для чего привлекают мощности суперкомпьютера СО РАН, о котором мы рассказывали ранее.

Центр предоставляет ученым возможность проводить работу на современном дорогостоящем оборудовании В ходе экскурсии посетителям рассказали и о том пути, который прошли технологии секвенирования генома. Первая концепция секвенирования была предложена Сэнгером в 1977 году. Технология получила название «метод обрыва цепи». На ее основе и развивались методы первого поколения, но они занимали много времени и стоили достаточно дорого. К тому же, часто для решения задачи не надо «читать» всю цепочку генов, достаточно анализа определенного участка (например, этим пользуются в современной медицине для выявления наследственного заболевания у пациента). Эти задачи успешно решают секвенаторы второго поколения. Но эта фрагментарность результатов является одновременно и их слабой стороной. Как отметил Алексей Дорошков, пытаться изучить такими методами весь геном – то же самое, что читать «Войну и мир», предварительно пропустив несколько экземпляров через шредер и перемешав результаты.

Наука не стоит на месте, и сегодня есть уже секвенаторы третьего поколения, которые позволяют достаточно быстро секвенировать относительно длинные участки генома, и составить общую картину исследователю становится значительно легче – словно вам читают «Войну и мир» по радио с помехами, по образному выражению Алексея.

На всем его протяжении будет работать трек «Умные технологии», в рамках которого ученые и исследователи расскажут слушателям о самых последних достижениях науки и техники Биологическое направление было не единственным в первый день фестиваля. На всем его протяжении будет работать трек «Умные технологии», в рамках которого ученые и исследователи расскажут слушателям о самых последних достижениях науки и техники. А открывал этот цикл главный инженер компании «OptiPlane. Беспилотные Системы»  (Новосибирск) Дмитрий Стеклов рассказом о беспилотниках завтрашнего дня, который, впрочем, наступает уже сегодня.

А начался рассказ с небольшого исторического анекдота. В 1895 году президент Лондонского общества физиков сэр Уильям Томпсон (барон Кельвин) заявил, что летательные аппараты тяжелее воздуха противоречат здравому смыслу. А уже через восемь лет в воздух впервые поднялся самолет братьев Райт. И сегодня, когда многие скептики сомневаются в перспективах развития личного воздушного транспорта как альтернативы автомобилям, в мире уже реализуются первые проекты подобного рода. Причем, сразу в нескольких направлениях.

 1 человек, 8 двигателей, 4 руки) Одно из них – мультироторные летательные системы или мультикоптеры. Они стоят намного дешевле вертолетов, проще в эксплуатации и намного маневреннее и безопаснее. Достаточно сказать, что для мультикоптера жесткая аварийная посадка становится необходимость лишь после отказа трех двигателей, а взлетать и садиться он может на обычную автопарковку.

Сегодня существует порядка 200 проектов мультикоптеров и в числе лидеров – дрон «184» китайской компании EHANG (название модели расшифровывается как «1 человек, 8 двигателей, 4 руки»). Его действующая модель была представлена уже в этом году. Дрон выдерживает до 118 кг веса и создан для перелётов на расстояние до 16 км, со скоростью до 150 км/час. Пассажиры смогут управлять машиной лишь минимально: отдавать команды на взлёт, остановку и посадку; а значит владельцу аппарата совсем не нужны навыки пилота (что является одним из главных преимуществ проекта).

Второе быстро развивающееся направление – аэромобили, появление которых еще в 1940 году предсказывал Генри Форд. Одним из лидеров в этой области стала словацкая разработка AeroMobil 3.0, прототип которой был представлен в 2014 году, а в следующем году словаки планируют запускать уже мелкосерийное производство. Аэромобиль от словацких изобретателей позволяет использовать инфраструктуру, созданную для обычных автомобилей и самолетов. В роли машины  AeroMobil 3.0 может вписаться в стандартную стоянку, использует обычный бензин и может участвовать в дорожном движении, как любой другой автомобиль.

Второе быстро развивающееся направление – аэромобили, появление которых еще в 1940 году предсказывал Генри Форд В качестве самолета, он может использовать любой аэропорт в мире, а кроме того, может взлетать и садиться, используя любую полосу с травяным покрытием или дорожное полотно. В автомобильном режиме он потребляет порядка 8 литров на «сотню», разгоняя машину до скорости свыше 160 км/ч. В «самолетном» режиме расход составляет 15 литров в час, а бака хватает на 700 километров — расстояние, вполне отвечающее понятиям частных «бытовых» перелетов. Максимальная скорость — свыше 200 км/ч. Размах крыльев в разложенном состоянии — 8,32 метра. Указана даже необходимая длина взлетной и посадочной полосы. Так, для взлета достаточно менее 300 метров более-менее ровной поверхности, а для посадки вообще можно обойтись сотней метров.

Аналогичный проект – TerraFugia – успешно реализуется в США: первые экспериментальные экземпляры осваивают продвинутые фермеры, а компания заявляет о готовности начать серийный выпуск в 2018 году. По своим техническим характеристикам он вполне соответствует словацкому аналогу. А в компании тем временем полным ходом идет разработка новой модели – TF-X, оснащенной электродвигателем, который можно будет заряжать от бытовой электросети.

Конечно, аэромобили еще много лет останутся редким гостем на дорогах, поскольку их массовое внедрение потребует серьезной перестройки дорожной инфраструктуры (напомним, для взлета-посадки им нужны довольно длинные участки прямой трассы). А дронам еще предстоит на практике доказывать свою безопасность, особенно, когда число таких аппаратов в небе над мегаполисами станет довольно большим. Но в целом, тенденция перехода к персональному летающему транспорту прослеживается достаточно четко, чтобы опровергнуть критику скептиков.

Эстафету у Дмитрия на треке «Умные технологии» принял директор-организатор лаборатории аналитики потоковых данных и машинного обучения ММФ НГУ,  к. ф.-м. н. Евгений Павловский Эстафету у Дмитрия на треке «Умные технологии» принял директор-организатор лаборатории аналитики потоковых данных и машинного обучения ММФ НГУ,  к. ф.-м. н. Евгений Павловский, предложивший обсудить, насколько опасным или полезным может быть развитие систем с искусственным интеллектом.

История этого вопроса насчитывает полвека. За это время разработчики прошли значительный путь. Научились писать эффективные алгоритмы обучения глубоких нейронных сетей (именно на этом принципе, к примеру, работает известный сервис «OK, Google»). Освоили работу с Big Data и научились производить высокомощные процессоры. Этот путь был отмечен рядом вех, о которых рассказал Евгений: в 1997 году ИИ одержал победу над чемпионом мира по шахматам, в 2014 году прошел тест Тьюринга (в ходе которого компьютер должен «обмануть» человека, убедив его, что тот общается с другим человеком), а в прошлом году выиграл у чемпиона мира по го (считается, что эта игра требует больше творческого подхода, чем шахматы).Искусственный интеллект пытается писать стихи, подражая Пушкину

Сегодня системы искусственного интеллекта могут определять объекты на картинке, угадывать пол и возраст людей на фотографии, обрабатывать мелодии в заданном музыкальном стиле, читать вслух тексты, имитируя диктора-человека. И даже – писать правдоподобные научные статьи – есть даже неподтвержденная история, что одну такую статью опубликовал научный журнал, ставший объектом розыгрыша.

Но один важный вопрос не решен до сих пор – насколько дружественным будет ИИ по отношению к своим создателям. С каждым годом мы совершенствуем эти системы, даем им новые алгоритмы и возможности. И одновременно сообщаем все больше информации о себе, посредством тех же социальных сетей. Но никто не может гарантировать, что однажды ИИ не захочет использовать все это против нас. Просто из соображений эффективности для решения каких-нибудь задач. И эту проблему еще предстоит решать исследователям будущего.

Конечно, вышеперечисленным программа первого дня фестиваля не исчерпывалась. Его гостей ждала лекция про человека и инстинкты от ведущей известной программы «Все как у зверей» Евгении Тимановой. Выставка «Городские текстуры: сопротивление материала». Интерактивный лекторий «СЫР» и гостевая программа Байкальского фестиваля документального кино «Человек и природа». И многое другое. А о том, что, где и когда можно посетить сегодня и в остальные дни EUREKA!FEST-2016 смотрите на официальном сайте фестиваля. И следите за нашими репортажами с фестивальных площадок.

Георгий Батухтин

Операция в "прямом эфире"

Специалисты по рентгенэндоваскулярным диагностике и лечению Новосибирского научно-исследовательского института патологии кровообращения им. акад. Е.Н. Мешалкина провели показательные операции пациентов с ишемической болезнью сердца со сложной формой поражения коронарных артерий (окклюзией коронарных артерий) в рамках Ежегодного Всемирного конгресса кардиологов TOBI-2016 (Total Occlusion and Bifurcation Interventions).

В течение тридцати минут участники конференции в Италии наблюдали за действиями новосибирских коллег посредством телемоста «Новосибирск – Венеция». Хирурги выполнили эндоваскулярные операции двум пациентам с продолжительной непроходимостью коронарных артерий на значительном участке вследствие патологических процессов. В этом случае затруднительно восстановить кровоток в сосуде. Эндоваскулярная процедура стала единственно возможным способом лечения больных.

В немногих центрах мира выполняют данный вид лечения, так как вероятны осложнения во время вмешательства. ННИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина является ведущим центром не только в России, но и Европе по этому виду операций.

Институт демонстрирует наибольшее количество успешных эндоваскулярных операций по лечению сложной формы поражений коронарных артерий в России. Так, за 2015 год было проведено 620 реканализаций окклюзий коронарных артерий, 400 из них – процедуры повышенной сложности.

Во время эндоваскулярного вмешательства при лечении окклюзий коронарных артерий хирурги используют специальные коронарные проводники «Мы продемонстрировали иностранным коллегам инновационный подход в лечении данной категории больных: во время операции мы использовали навигацию с помощью компьютерной томографии. Эта технология дает возможность хирургу до операции оценить морфологию поражений сосудов и в зависимости от этого интраоперационно подобрать необходимые инструменты. Другими словами, мы с помощью компьютерной томографии делаем виртуальную карту коронарных артерий и выбираем инструменты – это позволяет понять, на каких участках сосуда безопасно и эффективно работать определенным инструментом», – комментирует врач по рентгенэндоваскулярным диагностике и лечению, главный рентгенэндоваскулярный хирург Новосибирской области Евгений Иванович Кретов. 

Во время эндоваскулярного вмешательства при лечении окклюзий коронарных артерий хирурги используют специальные коронарные проводники, которые предназначены для реканализации окклюзий сосудов. Задача врачей – с помощью катетеров пройти окклюзированный участок, тем самым восстановить кровоток, не повредив артерии, после чего в это место имплантируют коронарный стент.

Всемирный конгресс кардиологов TOBI проходит в Венеции (Италия). Это курс для интервенционных кардиологов, направленный на тесное взаимодействие участников. Конгресс стал площадкой для обмена мнениями кардиологов-интервенционистов, сердечно-сосудистых хирургов и других специалистов, применяющих в практике интервенционные методы диагностики и лечения. В конференции участвовали специалисты из Италии, Германии, Греции, Японии, России, Кувейта, Саудовской Аравии, Омана и др.

Два дня конгресса были посвящены сложным поражениям артерий сердца и инновационным методам диагностики и лечения. Это прежде всего ишемическая болезнь сердца – основная причина смертности населения во всем мире.

Менеджер проектов ННИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина Дарья Семенюта

«Инжевика» открывает двери

27 сентября в рамках «VI Всероссийского Фестиваля науки NAUKA 0+» в Новосибирском государственном университете (НГУ) открылась научно-техническая проектная лаборатория для школьников и студентов «Инжевика». Это совместный проект университета и компаний Intel, Polymedia, LEGO Education и Dell EMC.

Михаил Федорук, Михаил Лаврентьев и Николай Диканский перерезают традиционную ленточку на церемонии открытия лаборатории Год назад эти компании уже запустили подобный проект – лабораторию «Илмаринен» в Карелии. И теперь вновь объединились уже в Новосибирске, на этот раз с акцентом на инженерию. Отсюда и название лаборатории, «Инжевика», сочетающее в себе направление будущего STEM-центра и природную специфику Сибири. Проект был реализован при информационной поддержке Министерства образования и науки РФ и Министерства образования, науки и инновационной политики Новосибирской области.

Структурно лаборатория относится к факультету информационных технологий, курирует ее ФМШ НГУ, а заниматься там смогут школьники со всей Новосибирской области (в настоящее время рассматривается возможность дистанционных обучающих курсов для старшеклассников из отдаленных районов).

 «Мы сделаем все возможное и невозможное, чтобы лаборатория работала» – Мы сделаем все возможное и невозможное, чтобы лаборатория работала и в ней занималось как можно больше школьников, – пообещал ректор НГУ Михаил Федорук на открытии. – Мы в этом прямо заинтересованы: дети занимаются, развивают свои способности, а затем становятся абитуриентами нашего университета. Для этого в ее работу включен элемент преемственности – школьники будут получать знания от наших «действительных» студентов и аспирантов.

Лаборатория (а точнее комплекс лабораторий из нескольких комнат) разместилась в цокольном этаже одного из новых общежитий университета. И это место было выбрано не случайно. Как рассказал зам. председателя Президиума СО РАН (и экс-ректор НГУ) Николай Диканский, еще когда эти общежития планировались, он настоял на включении в проект цокольных этажей, подразумевая именно такое их использование. Чтобы лабораторные помещения были под боком у студентов университета.

Николай Диканский рассказал, что возможность открытия лабораторных комплексов в общежитиях университета специально закладывалась им еще на стадии их проектирования – И очень приятно, что я сумел увидеть, как мои мечты воплотились в реальность, – подчеркнул Николай Захарович. – Теперь самое главное, чтобы в «Инжевику» пришли хорошие преподаватели, которые умеют «зажигать» молодежь, мотивировать ее на творчество. Потому что здесь будут не только игрушки, мы планируем проводить в стенах лаборатории настоящую исследовательскую работу. Учить ребят думать и творить.

Помочь в этом намерены и компании-участницы проекта: они вложились не деньгами, а оборудованием, технологиями и своими разработками. Впрочем, и получить в обмен они рассчитывают не прибыль.

Мы как российская инжиниринговая компания понимаем, что уже сейчас очень важно вкладывать в кадровый потенциал, – заявила представитель компании Polymedia Ольга Плоская – Мы как российская инжиниринговая компания понимаем, что уже сейчас очень важно вкладывать в кадровый потениал, – заявила представитель компании Polymedia Ольга Плоская. – Тем более, здесь, в Новосибирске, где внушительный научный комплекс соседствует с развитой промышленной индустрией.

Такая синергия науки и производства способна на впечатляющие результаты. Мы искренне верим, что те технологии, которые мы предоставили в распоряжение учащихся, помогут им полюбить науку, найти для себя интересующее направление или даже определиться с профессией.

Компании-участницы проекта вложились не деньгами, а оборудованием, технологиями и своими разработками В том же ключе высказывались и представители Intel, LEGO Education и Dell EMC. Для Intel такая работа не в новинку: компания уже участвовала в создании сети СТЭМ-центров в 50 регионах России. А подобные лаборатории (первая в Петрозаводске, вторая – в нашем Академгородке) означает выход на качественно иной уровень. В свою очередь, НГУ этот проект  позволил сохранить сотрудничество с Intel, которая недавно закрыла все свои структурные подразделения разработчиков численностью менее 300 человек.  Представители Dell EMC и вовсе заявили, что «Инжевика» рассматривается ими как одна из стартовых точек нового направления работы компании – на стыке информационных и биотехнологий. И поскольку в Академгородке оба направления представлены мощными научными институтами, они связывают с этим проектом большие надежды.

Начало деятельности «Инжевики» будет основано на темах Летней школы инженерных проектов НГУ 2016 года и на инженерных проектах компаний-партнеров. Большая часть из них была представлена авторами на церемонии открытия лаборатории.

В основе игры прибор, который с помощью двух пульсометров, одетых на игроков, управляет положением флага, перемещая его в сторону того участника, чей пульс меньше изменяется Вот лишь некоторые из них. Механическая игра «Перетягивание каната силой пульса». В ее основе прибор, который с помощью двух пульсометров, одетых на игроков, управляет положением «флага», перемещая его в сторону того участника, чей пульс меньше изменяется (то есть, чье эмоциональное состояние стабильнее). В данный момент разрабатывается набор режимов игры, направленных на развитие способностей полного контроля собственного пульса.

Другой интересный и перспективный проект – «Умная лаборатория» – представляет собой систему автоматической регистрации двигательной активности лабораторных животных в клетке. Установка включает в себя плату Intel©Edison, набор датчиков, SD-карту для записи результатов. Во время эксперимента происходит сбор данных, после чего животных помещают в клетку, где также можно получать информацию об их поведении с помощью датчиков. Анализ двигательной активности помогает понять скорость старения разных видов животных и выделять из них виды с «пренебрежимым» старением.

Как видите, проекты вполне себе серьезные (для уровня старших классов). И организаторы лаборатории намерены в дальнейшем только «повышать планку». Результаты этой работы можно будет оценить на 3-м Турнире юных инженеров-исследователей (который пройдет в Новосибирске в апреле следующего года) и на очередной Летней школе инженерных проектов НГУ-2017 для школьников.

Георгий Батухтин

Квантовый компьютер уже на подходе?

В истории науки и техники было немало примеров, когда передовые, прогрессивные изобретения определенное время существовали, что называется, гипотетически. Причем, само их появление на свет сопровождалось массой неурядиц, что давало скептикам хороший повод признать сие детище совершенно нежизнеспособным. Давайте вспомним, как непросто пришлось реализовать свои замыслы изобретателям телеграфа, парохода, самолета. И только упорство прозорливых людей дало возможность воплотить идеал в жизнь. Собственно, так и происходит научно-технический прогресс, когда всё передовое, всё принципиально новое пробирается через тернии, встречая на своем пути сомнения и даже насмешки.

Только что сказанное во многом совершенно справедливо и в отношении квантового компьютера. Во время недавно прошедшего в Академгородке XVII «Семинара-конференции Проекта 5-100» данной теме был посвящен специальный доклад доцента кафедры квантовой электроники НГУ Ильи Бетерова. Ранее мы уже писали о том, что на этом мероприятии целая сессия была посвящена фотонике. Квантовый компьютер, как мы знаем, имеет прямое отношение к указанному направлению и считается компьютером будущего.

В настоящее время, утверждает Илья Бетеров, вычислительная техника подошла к определенному рубежу, за которым должен произойти некий качественный, революционный скачок. «Вот здесь, на этом графике, – разъясняет ученый, – вы видите знаменитый закон Мура. Он показывает, каким образом происходило развитие электроники в течение последних пятидесяти лет. Каждые два года происходило удвоение числа транзисторов, которые размещались на чипе в электронных схемах. Это, собственно, было материальной, физической основой для того колоссального прогресса в электронике, наблюдаемого нами в течение всего этого периода».

Согласно представленному графику, количество транзисторов на кристалле интегральной схемы еще в начале 1970-х годов составляло примерно десять в третьей степени, в 1980-е годы этот показатель вырос примерно до десяти в пятой степени, в самом начале «нулевых» это уже было десять в седьмой степени. Сегодня это почти десять в десятой степени.

Однако дальше расти в том же направлении и с той же прогрессией уже невозможно, поскольку здесь мы приближаемся к весьма серьезным физическим ограничениям, – пояснил Илья Бетеров.

По его словам, в силу объективных причин закон Мура в скором времени просто перестанет работать. Фактически это означает, что прогрессу традиционных компьютеров поставлена непреодолимая преграда.

«А можем ли мы создать для себя что-то принципиально новое, что позволило бы нам эти ограничения либо обойти, либо, наоборот, превратить их в преимущества?», – задается вопросом ученый.

Закон Мура в скором времени просто перестанет работать. Это означает, что прогрессу традиционных компьютеров поставлена непреодолимая преграда Как раз одной из таких идей и является идея квантового компьютера. Причем, идея эта была высказана еще достаточно давно. В качестве примера квантовой информатики Илья Бетеров привел книгу советского математика Юрия Манина «Вычислимое и невычислимое», опубликованную еще в 1980 году. В этой книге отмечалось, что для моделирования сложных физических процессов (в частности, для моделирования ДНК) нужен «квантовый автомат». В дальнейшем в научной литературе вместо «квантового автомата» стали использовать понятие «квантовый симулятор», – пояснил Илья Бетеров.

Популярность же идеи квантового компьютера пришла в тот момент, когда на нее обратил внимание нобелевский лауреат Ричард Фейнман, выступавший на конференциях по вычислительной физике. Его книги когда-то были опубликованы на русском языке. Это – «Моделирование физики на компьютерах» (1982) и «Квантовомеханические ЭВМ» (1985). Ричард Фейнман высказал в своих книгах мысль, что для моделирования сложных квантовых систем можно использовать простые квантовые системы, или квантовые симуляторы. И уже потом могут быть созданы квантовые компьютеры, которые позволят решать серьезные вычислительные задачи.

В чем состоит основополагающая идея квантового компьютера? «В обычном компьютере, – разъясняет Илья Бетеров, – мы имеем дело с битами, каждый из которых может находиться в двух возможных состояниях – либо ноль, либо единица. В квантовом компьютере используются квантовые биты – кубиты, отличающиеся тем, что они могут находиться в состоянии квантовой суперпозиции, то есть быть и нулем, и единицей одновременно».

Как правило, непрофессионалу очень сложно понять «алхимический» язык квантовой физики. Здесь нужна специальная подготовка. Если суммировать сказанное простыми словами, то преимущество квантового компьютера в том, что он позволяет решать задачи, которые для обычных компьютеров потребовали бы необозримого времени решения, сравнимого с временем существования Вселенной, – отметил Илья Бетеров.  В этом, поясняет ученый, заключается идея квантового параллелизма. Суть ее в том, что при классическом вычислении элементарная операция совершается с одним числом, при квантовых вычислениях – параллельно с огромным массивом чисел. Это отрывает новые возможности, связанные с решением задач экспоненциальной сложности: факторизацией больших чисел или поиском в неупорядоченной базе данных.

Естественно, перед учеными сейчас встает главный вопрос: как же сделать квантовый компьютер? Критерии такой машины, пригодной для практического использования, в свое время были уже достаточно четко сформулированы. Также есть определенные практические наработки «в железе». В частности, в американском университете Висконсин-Мадисон создан действующий прототип квантового компьютера. Конструкция, надо сказать, с виду весьма внушительная, где достаточно много железа в буквальном, физическом смысле. К чести новосибирских ученых, они также стараются шагать в ногу со временем. Аналогичные эксперименты «в железе» сейчас проводятся в лабораториях НГУ. Данные указанных экспериментов как раз и были представлены докладчиком.

Разумеется, во время сессии не обошлось без скептических замечаний в таком духе: «А что от них толку, если обычные компьютеры и без того работают прекрасно?». Удивляться тут не приходится. Как я уже сказал выше, всё новое и прогрессивное именно так и пробивает себе дорогу. Квантовым компьютерам в любом случае придется пройти фазу «гадких утят». И это – нормально. Кстати, разве первые пароходы были так уж хороши? В океан их было выпускать опасно, хотя океанские просторы вовсю бороздили огромные (по тем временам) четырехмачтовые фрегаты.

Если проводить аналогию, то нынешние суперкомпьютеры – это такие же «фрегаты», а квантовый компьютер похож еще на первый пароход – неуклюжий, хрупкий, медлительный, капризный. Но нет никаких сомнений, что время всё расставит на свои места. А значит, работа наших ученых не выглядит напрасной.

Олег Носков

На пути к российским 3D-принтерам

В середине сентября ИАиЭ СО РАН посетила делегация Министерства промышленности и торговли Российской Федерации. Рабочий визит состоялся в рамках подготовки заседания рабочей группы по реализации Программы реиндустриализации экономики Новосибирской области.

В рамках Флагманского проекта Программы реиндустриализации «Сибирский металлурго-машиностроительный кластер аддитивных цифровых технологий и производств» Институтом автоматики и электрометрии СО РАН разработан и изготовлен (совместно с ООО «ЭПОС-Инжиниринг» и НГТУ) первый 3D-принтер по металлу. Делегации во главе с Директором Департамента региональной промышленной политики Минпромторга России А.С. Беспрозванных было продемонстрировано оборудование в процессе отработки технологии под различные металлы и представлены тестовые образцы.

Доклад генерального директора ООО «ЭПОС-Инжиниринг» И.А. Безрукова В составе делегации Институт посетили директор департамента региональной промышленной политики Минпромторга России А.С. Беспрозванных, заместитель директора департамента металлургии и материалов Минпромторга России П.В. Серватинский, генеральный директор АНО «Агентство по технологическому развитию» М.Л. Шерейкин, заместитель директора ФГАУ «Российский фонд технологического развития» Ю.В. Шамков, заместитель Губернатора Новосибирской области А.К. Соболев, помощник Губернатора Новосибирской области М.И. Ананич, заместитель директора ИЭиОПП СО РАН В.Е. Селиверстов.

После осмотра оборудования членами делегации и участниками кластера было проведено совещание по аддитивным технологиям. С презентацией проекта по созданию металлурго-машиностроительного кластера выступили заведующий лабораторией лазерной графики ИАиЭ СО РАН, кандидат технических наук В.П. Бессмельцев и генеральный директор ООО «ЭПОС-Инжиниринг» И.А. Безруков.

В.П. Бессмельцев представил информацию о научном заделе Института в области лазерных технологий 3D-формообразования, отметил, что возглавляемая им лаборатория имеет почти сорокалетний опыт создания лазерных систем сканирования и систем прецизионной лазерной микрообработки. Из последних крупных работ Институтом разработан, поставлен и в настоящее время успешно эксплуатируется в ОАО «Швабе – Оборона и Защита» лазерный технологический комплекс прецизионной обработки оптических элементов (формирование сеток, масок, шкал, лимбов), а также сканирующий профилометр, предназначенный для прецизионного контроля качества с помощью измерения профиля и рельефа поверхности изделий.

И.А. Безруков представил основные задачи и технологическую схему проекта, серийные продукты и ожидаемые результаты проекта, подчеркнул, что все участники кластера имеют необходимые профессиональные компетенции для реализации такого сложного и масштабного проекта.

В процессе оживлённой дискуссии были обсуждены варианты привлечения финансирования, этапы реализации проекта, перспективы выхода на рынок и перечень потенциальных потребителей продукции кластера. Плодотворный обмен мнениями позволил увидеть новые возможности развития проекта и более чётко сформулировать концепцию его реализации.

Страницы

Подписка на АКАДЕМГОРОДОК RSS