Квантовые суперкомпьютеры впервые применили, чтобы смоделировать девять вариантов термоядерного топлива
Ученые использовали квантовые процессоры для расчета поведения атомов внутри жидкой соли, из которой образуется топливо для термоядерного синтеза. Модель с высокой точностью рассчитала химические связи внутри заряженной жидкости. Это поможет инженерам быстрее подобрать состав компонентов для будущих электростанций.
Термоядерный синтез может обеспечить человечество чистой энергией. Для поддержания реакции инженерам необходим тритий — тяжелый радиоактивный изотоп водорода. Этот элемент крайне редко встречается в природе, поэтому физики планируют нарабатывать его прямо внутри будущих реакторов.
Один из главных способов получения трития требует использования жидкого расплава солей фтора, лития и бериллия. Когда реактор работает, радиация разбивает атомы лития и превращает их в тритий. Ученым нужно точно знать, как именно новые атомы связываются с окружающими молекулами соли, чтобы эффективно извлекать готовое топливо.
Просчитать поведение этих молекул сложно: соль состоит из заряженных ионов, которые постоянно взаимодействуют и искажают электронные облака друг друга. Классические суперкомпьютеры не справлялись с расчетом таких свойств из-за колоссального числа переменных.
В новой работе физики применили квантовый суперкомпьютер, чтобы решить эту проблему. Результаты опубликовали на сервере препринтов arXiv. Ученые поставили цель рассчитать энергию связывания трития в девяти различных пространственных конфигурациях солевого расплава.
Для этого использовали гибридный алгоритм. Физики разделили цифровые модели молекул соли на отдельные фрагменты. Классический компьютер обсчитывал простые части молекулы. Самые сложные участки, содержавшие до 33 электронных орбиталей, отправлялись на квантовый процессор. Затем алгоритм объединял ответы в единый результат.
Квантовый компьютер справился со сложными химическими симуляциями, а его предсказания совпали с показаниями самых точных классических эталонных моделей.
Физики выяснили, что тритий образует с атомами фтора экстремально прочные связи. Изотоп оказывается заперт внутри молекулярной структуры расплава. Именно эта жесткая сцепка мешает легко извлекать готовое топливо из жидкости. Зная точную силу взаимодействия атомов, инженеры смогут придумать эффективный химический способ высвобождать тритий для питания реактора.
Авторы научной работы убедились, что квантовые процессоры вычисляют электронные состояния внутри сложных фрагментов практически безупречно. Теперь предстоит найти лучший способ математического разделения самой молекулы на части, чтобы алгоритм не терял данные о взаимодействии атомов на границах.
В итоге физики успешно протестировали работу квантовых систем на сложной заряженной жидкости и сделали еще один шаг к созданию цифровой лаборатории для термоядерной энергетики. В будущем так инженеры получат возможность искать на компьютерах «идеальный рецепт» соли для реакторов.
Telegram 
Дзен 
VK Проблемы с дыханием во время сна могут отражаться не только на самочувствии днем, но и на интимной жизни мужчин. Новый метаанализ показал, что по мере усугубления таких нарушений во сне показатели эректильной функции снижаются.
Ученые Томского политехнического университета в составе международного коллектива впервые подробно изучили, как молекулы двух редких изотопов германия поглощают инфракрасное излучение. На основе этих данных ученые составили подробную «карту линий» — специальный набор спектроскопических признаков, по которым вещество можно будет узнать даже в сложной газовой смеси.
Исследователи Института искусственного интеллекта и цифровых наук ФКН НИУ ВШЭ разработали подход, который помогает эффективнее подбирать рекомендательные алгоритмы. В нем разные методы попарно соревнуются, а по результатам всех поединков составляется общий рейтинг. Это помогает сократить число алгоритмов, которые нужно проверять при разработке новых сервисов, и сэкономить денежные и временные ресурсы.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Приблизительно 130 миллионов лет назад, когда по земле бродили динозавры, какое-то млекопитающее пробежало по влажной песчаной дюне на территории современной южной части Бразилии. Размер оставленных этим древним существом следов поразил палеонтологов.
Большой адронный коллайдер многие воспринимают как инструмент изучения первых мгновений жизни Вселенной и поиска редких частиц. Но ушедший на обновление ускоритель частиц все еще приносит новые данные и о таких, казалось бы, хорошо изученных объектах, как ядро атома кислорода. Физики ЦЕРН выяснили, что и оно, и ядро атома неона ведут себя не так, как предсказывали модели.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии