Сразу двум исследовательским группам удалось значительно продвинуться в работе над созданием поляритонных лазеров, которые могут получить широкое применение в квантовой информатике. Опробованная учеными технология открывает путь к созданию в перспективе совершенно миниатюрных электронных устройств с гигантской вычислительной мощностью.

Поляритонный лазер не является лазером в точном смысле этого слова. Луч этого типа не образуется из-за усиления света за счет вынужденного излучения (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - LASER), однако в бытовом понимании он обладает всеми нужными характеристиками. Луч нового типа монохромный и когерентный, сообщает Ieee.org. Его действие основано на явлении Бозе-конденсации, агрегатного состояния вещества, основу которого составляют бозоны, охлажденные почти до неподвижного состояния.

До 2010 года считалось, что явление образования так называемого конденсата Бозе-Эйнштейна возможно только на атомах металлов, охлажденных до температуры, близкой к абсолютному нулю. Однако в 2010 году физикам удалось получить конденсат Бозе-Эйнштейна и с помощью фотонов. Теперь две группы ученых - из университета Мичигана, США, и международная группа из Германии, России, Сингапура и США смогли заставить работать микрокамеру поляритонного лазера на температуре 30K (ранее приходилось поддерживать температуру 4,5K). Ученые построили камеры, генерирующие лазерный луч, толщина которых составляет всего 2 мкм. Отличие такого лазера от обычного - в отсутствии порога накачки, в возможности генерировать слабый луч, состоящий из небольшого количества фотонов.

Для резки материалов или других целей, требующих мощного луча, такой лазер, конечно, непригоден. Однако он потребляет мало энергии и может быть использован для передачи данных. Но самое главное - поляритонный лазер идеально подходит для зарождающейся квантовой информатики, так как отдельные фотоны, генерируемые таким лазером, проявляют свою квантовую природу.

По мнению ученых, прорыв в работах над созданием поляритонных лазеров, работающих при комнатной температуре, является еще одним кирпичиком в создании технологий будущего - они позволят разработать электронные устройства, которые при своих микроскопических размерах будут обладать огромной вычислительной мощностью.

Материал из журнала "Детали мира"

Еще месяц назад робот Cheetah разработки MIT (Массачусетсктй технологический институт) развивал какие-то жалкие 14 км в час. Прирост в скорости более, чем на 30% — на последнем тесте робот разогнался до 22 км/час — не помешал инженерам сохранить крайне высокие показатели энергоэффективности для этой машины.

Энергоэффективность составляет 0,52 квт/кг*км/ч, что почти соответствует показателям природного аналога — живого гепарда. Это значит, что на трехкилограммовой батарее (10% от собственной массы, робот весит 30 кг) гепард MIT сможет пройти более 10 км.

Столь высокий показатель эффективности достигнут за счет системы рекуперации энергии при касании робота поверхности (электромоторы в суставах служат амортизаторами), а также благодаря применению двигателей с высоким крутящим моментом. Такой тип двигателей позволил использовать одноступенчатый редуктор, и это радикально минимизировало потери энергии.

В результате робот-гепард MIT по энергоэффективности в разы превосходит своих конкурентов — аналогичного робота, разработки Boston Dynamics, другой шагающий робот той же компании Big Dog и человекоподобного Honda ASIMO.

Достигнув скорости 22 км в час, робот Cheetah стал вторым в истории самым быстрым роботом, имеющим конечности — он обогнал робота Planar Biped, разработанного в том же MIT в 1989 году и развивавшему скорость 21 км/ч. При этом самым быстрым остается робот-гепард, созданный Boston Dynamics. Недавно он разогнался до скорости в 46 км/час. При этом, в отличие от робота MIT, от использует пневматику и совершенно другую динамику движения. Если робот MIT, условно говоря, «семенит» (при скорости 22 км в час происходит переход от "рыси" в "галоп"), то робот Boston Dynamics движется скачками, копируя движения природного аналога. Это позволяет ему быстрее разгоняться, но требует совсем иных энергозатрат.

Инженеры MIT уверены, что в ближайшее время смогут не только догнать в этой заочной гонке коллег из Boston Dynamics, но и существенно улучшить их скоростные результаты. Заявлено, что Cheetah из MIT в ближайшие месяцы должен будет преодолеть рубеж в 56 км/час. Для роботов с конечностями это очень быстро, как и для большинства животных на планете. Хотя сам гепард способен развивать скорость до 115 км/час, ускоряется же он с 0 до 75 км/час и вовсе за 2 секунды. Так что у инженеров-робототехников, работающих с роботизированными гепардами, впереди масса интересных и сложных задач.

Материал из журнала "Детали мира"