We Wrocławiu ruszyła Odra 5, pierwszy w Polsce komputer kwantowy z nadprzewodzącymi kubitami
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
We Wrocławiu wykonano unikatową w skali świata operację wrodzonej wady tchawicy u 4-letniej Hani ze Szczecina. Zabieg poprzedzono wielomiesięcznymi przygotowaniami i konsultacjami z zagranicznymi specjalistami. O udział w nim poproszono profesora Patricio Varelę z Chile, jednego z najwybitniejszych na świecie specjalistów ds. wad rozwojowych klatki piersiowej i chirurgii tchawicy u dzieci.
Hania od urodzenia miała świszczący oddech. Początkowo uznano, że to przejściowa sapka niemowlęca. Gdy jednak nic się nie zmieniało, pojawiła się bardzo poważna diagnoza. Dziewczyna ma znaczne zwężenie światła tchawicy i dodatkowe niefizjologiczne odgałęzienie tchawicy. Dziecko było przez dwa lata diagnozowane i leczone w Szczecinie.
Hania rozwijała się podobnie do innych dzieci, ale od urodzenia głośno oddychała i z miesiąca na miesiąc było coraz gorzej. Lekarze liczyli na to, że wraz ze wzrostem problemy miną. Niestety w pewnym momencie lekarz poinformował nas, że wada jest poważna i nikt w Szczecinie nie podejmie się operacji, ale jednocześnie wskazał, gdzie szukać pomocy. To wtedy dowiedzieliśmy się, że najlepszym adresem będzie USK we Wrocławiu i prof. Dariusz Patkowski, uznany ekspert zajmujący się chirurgią dziecięcą, mówi pani Wioletta, mama Hani.
Gdy dokumentacja małej pacjentki trafiła do Wrocławia, zespół z Uniwersyteckiego Szpitala Klinicznego rozpoczął wielomiesięczne konsultacje i przygotowania. Obejmowały one m.in. wydrukowanie modelu tchawicy dziewczynki, na którym planowano zabieg. Dziesiątki osób brały udział w licznych symulacjach przygotowujących do operacji.
Największym problemem u Hani było to, że na długości około 5 centymetrów, tchawica była zwężona do średnicy około trzech milimetrów, a powinna mieć co najmniej 6-8 milimetrów – wyjaśnia profesor Patkowski, kierownik Kliniki Chirurgii i Urologii Dziecięcej USK we Wrocławiu. W związku z tym dziewczynka miała ograniczony dostęp do odpowiedniej ilości powietrza, szczególnie przy wysiłku. O ile jeszcze w spoczynku, to mogło wystarczyć, to już przy jakiejkolwiek aktywności fizycznej pojawiała się duszność. Hania miała bardzo dużo szczęścia, dlatego że jakakolwiek większa infekcja dróg oddechowych mogłaby spowodować niewydolność oddechową.
Operacja polegała na podłużnym przecięciu tchawicy w płaszczyźnie przednio-tylnej, zsunięciu jej końców i ponownym zespoleniu w celu trwałego poszerzenia światła tchawicy. Była niezwykle ryzykowna. W razie niepowodzenia brak było bowiem alternatywnych rozwiązań. Ponadto w trakcie operacji konieczne było wyłączenie oddechu dziecka i rozpoczęcie krążenia pozaustrojowego.
Rodzice Hani z niepokojem czekali za drzwiami sali operacyjnej. W końcu wyszedł do nich profesor Patkowski i powiedział, że operacja się udała. Na ostateczne efekty trzeba będzie poczekać do wygojenia blizn. Hania właśnie wraca do domu, gdzie czeka ją rehabilitacja. A rodzice Hani przyznają, że w pierwszych dniach po operacji w nocy przykładali ucho do piersi córki, by przekonać się, że wszystko w porządku. Świszczący oddech zniknął.
Niezwykły zabieg miał miejsce 3 lipca, a dzisiaj, po niemal miesiącu spędzonym w szpitalu, Hania wraca do domu.
Gość z Chile, profesor Patricio Jose Varela Balbontin specjalizuje się w chirurgii dziecięcej. Uczył się jej m.in. w Centrum Medycznym Le Bonheur Children w Memphis. Międzynarodową sławę zyskał dzięki osiągnięciom w leczeniu wad rozwojowych klatki piersiowej i chirurgii tchawicy u najmłodszych. Podczas pobytu we Wrocławiui wygłosił wykłady „Congenital Tracheal Anomalies” i „Pectus Excavatum. Where we came from”. Oba były transmitowane przez internet w ramach międzyanrodowej organizacji „International Pediatric Live Surgery Online Group”, której prezesem jest prof. Patkowski.
Profesor Patkowski specjalizuje się w chirurgii i urologii dziecięcej. Jest kierownikiem Katedry i Kliniki Chirurgii i Urologii Dziecięcej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu. W ubiegłym roku otrzymał nagrodę „Best of the best in Pediatric Surgery 2024” przyznawaną przez Cincinnati Children’s Hospital Medical Center. Uczony specjalizuje się w chirurgii endoskopowej, szczególnie u noworodków z wadami wrodzonymi. Jest autorem laparoskopowej techniki PIRS stosowanej od 20 lat do leczenia przepukliny pachwinowej na całym świecie. Wykonywał operacje w ponad 20 krajach świata.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Jaskinia w Obłazowej na Podhalu to bardzo ważne stanowisko archeologiczne z paleolitu. Prace archeologiczne prowadzone tam są od 1985 roku, a w ich trakcie dokonano odkryć, które całkowicie zmieniły poglądy na prehistorię polskiej części Karpat Zachodnich. Dzięki nim wiemy, że jaskinia była wielokrotnie zamieszkiwana przez neandertalczyków od około 100 do 40 tysięcy lat p.n.e., a przez kolejne tysiąclecia korzystał z niej H. sapiens.
Najbardziej niezwykłym znaleziskiem w jaskini w Obłazowej jest bumerang wykonany z ciosu mamuta. Do czasu jego znalezienia sądzono, że bumerang został wynaleziony przez australijskich Aborygenów. Przedmiot z jaskini w Obłazowej jest niezwykle podobny do bumerangów z Queensland, a badania wykazały, że mógł być używany jako bumerang, który nie powracał po rzucie.
Od dawna uważany jest za jeden z najstarszych, o ile nie najstarszy bumerang na świecie. Z nowych badań wynika zaś, że jest znacznie starszy, niż dotychczas sądzono, a to zmienia pogląd nie tylko na historię samego narzędzia, ale i na zasiedlenie jaskini przez Homo sapiens.
Bumerang został znaleziony w Warstwie VII, a obok odkryto kość ludzkiego palca. Międzynarodowy zespół, w skład którego wchodzili uczeni z Uniwersytetu Jagiellońskiego i naukowcy z Włoch, Kanady, Szwajcarii, Niemiec i Wielkiej Brytanii, datował kość na pomiędzy 34 100 a 33 310 lat przed naszą erą, czyli na okres rozwoju kultury oryniackiej. Datowanie Warstwy VII wykazało zaś, że pochodzi ona z okresu 40 860 a 36 600 lat przed naszą erą. Największą sensacją jest zaś wiek bumerangu. Narzędzie pochodzi najprawdopodobniej z okresu 40 340 a 37 330 lat przed naszą erą.
Potwierdza to przypuszczenia, że bumerang z Podhala może być najstarszym tego typu narzędziem na świecie. Najstarszym zaś drewnianym bumerangiem jest narzędzie znalezione w Australii Południowej i datowane na od 8300 do 7000 lat przed naszą erą.
Źródło: Boomerang and bones: Refining the chronology of the Early Upper Paleolithic at Obłazowa Cave, Poland, https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0324911
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wendelstein 7-X, największy stellarator na świecie, pobił światowy rekord w kluczowym parametrze fuzji jądrowej, potrójnym iloczynie (triple product). Stellaratory to, po tokamakach, najbardziej popularna architektura reaktorów fuzyjnych. Oba rodzaje mają swoje wady i zalety, jednak stellaratory są trudniejsze do zbudowania, dlatego też świat skupia się głównie na tokamakach. Obecnie istnieje około 50 tokamaków i 10 stellaratorów.
Znajdujący się w Greifswald w Niemczech Wendelstein 7-X został wybudowany przez Instytut Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka. Zainwestowała w niego też Polska. Przed dwoma tygodniami, 22 maja zakończyła się tam kampania badawcza OP 2.3. W ostatnim dniu jej trwania międzynarodowy zespół pracujący przy W7-X utrzymał nową rekordową wartość potrójnego iloczynu przez 43 sekundy. Tym samym przebił najlepsze osiągnięcia tokamaków.
Dlaczego potrójny iloczyn jest tak ważny?
Potrójny iloczyn to jeden z kluczowych elementów opisujących wydajność i warunki potrzebne do osiągnięcia zapłonu, czyli do samopodtrzymującej się reakcji fuzji jądrowej. Jest to iloczyn trzech wielkości: gęstości plazmy (n), jej temperatury (T) oraz czasu uwięzienia energii w plazmie (τE). Żeby reakcja fuzji jądrowej była efektywna i samowystarczalna, potrójny iloczyn musi osiągnąć lub przekroczyć pewną minimalną wartość. W praktyce oznacza to konieczność osiągnięcia odpowiedniej temperatury plazmy, która jest konieczna do pokonania sił odpychających jądra atomów od siebie, osiągnięcia wysokiej gęstości, co zwiększa szanse na zderzenia między jądrami oraz osiągnięcia długiego czasu uwięzienia energii, gdyż jeśli energia ucieka zbyt szybko, plazma się schładza. Po przekroczeniu wartości granicznej iloczynu reakcja fuzji zaczyna samodzielnie się podtrzymywać, bez konieczności dogrzewania plazmy z zewnątrz.
Dotychczas minimalną wartość potrójnego iloczynu przekroczono – zatem osiągnięto zapłon – jedynie w impulsowym inercyjnym reaktorze laserowym NIF. O osiągnięciu tym było głośno przed ponad dwoma laty. Pisaliśmy o tym w tekście Fuzja jądrowa: co tak naprawdę osiągnięto w National Ignition Facility?
Rekordowy stellarator pokonał tokamaki
Tokamaki są prostsze w budowie i łatwiej w nich osiągnąć wysoką temperaturę plazmy. W bardziej skomplikowanych stellaratorach łatwiej zaś plazmę ustabilizować. Tokamaki są więc bardziej popularne wśród badaczy. Stellaratory pozostają w tyle, ale w ostatnich latach dokonano w badaniach nad nimi kilku znaczących przełomów, o których wcześniej informowaliśmy.
Czytaj:
Jak załatać magnetyczną butelkę? Rozwiązano problem, który od 70 lat trapił fuzję jądrową
Duży krok naprzód w dziedzinie fuzji jądrowej. Stellaratory mogą wyjść z cienia tokamaków
Najwyższymi osiągnięciami potrójnego iloczynu wśród tokamaków mogą pochwalić się japoński JT60U (zaprzestał pracy w 2008 roku) i europejski JET w Wielkiej Brytanii (zaprzestał pracy w 2023 r.). Oba na kilka sekund zbliżyły się do minimalnej wartości granicznej. W7-X wydłużył ten czas do 43 sekund. Pamiętamy, co prawda, że niedawno Chińczycy pochwalili się utrzymaniem reakcji przez ponad 1000 sekund, jednak nie podali wartości potrójnego iloczynu, zatem nie wiemy, czy ten kluczowy parametr został osiągnięty.
Klucz do sukcesu: wstrzykiwanie kapsułek z wodorem
Kluczem do sukcesu W7-X było nowe urządzenie zasilające plazmę w paliwo, które specjalnie na potrzeby tego stellaratora zostało zbudowane prze Oak Ridge National Laboratory w USA. Urządzenie schładza wodór tak bardzo, że staje się on ciałem stałym, następnie tworzy z niego kapsułki o średnicy 3 mm i długości 3,2 mm i wystrzeliwuje je w kierunki plazmy z prędkością 300 do 800 metrów na sekundę. W ten sposób reakcja jest wciąż zasilana w nowe paliwo. W ciągu wspomnianych 43 sekund urządzenie wysłało do plazmy około 90 kapsułek. Dzięki precyzyjnej koordynacji grzania plazmy i wstrzeliwania kapsułek możliwe było uzyskanie optymalnej równowagi pomiędzy ogrzewaniem, a dostarczaniem paliwa. Podczas opisywanego przez nas eksperymentu temperatura plazmy została podniesiona do ponad 20 milionów stopni Celsjusza, a chwilowo osiągnęła 30 milionów stopni.
Ponadto wśród ważnych osiągnięć kampanii OP 2.3 warto wspomnieć o tym, że po raz pierwszy w całej objętości plazmy ciśnienie plazmy wyniosło 3% ciśnienia magnetycznego. Podczas osobnych eksperymentów ciśnienie magnetyczne obniżono do około 70%, pozwalając wzrosnąć ciśnieniu plazmy. Ocenia się, że w reaktorach komercyjnych ciśnienie plazmy w całej jej objętości będzie musiało wynosić 4–5% ciśnienia magnetycznego. Jednocześnie szczytowa temperatura plazmy wzrosła do około 40 milionów stopni Celsjusza.
Rekordy pobite podczas naszych eksperymentów to znacznie więcej niż cyfry. To ważny krok w kierunku zweryfikowania przydatności samej idei stellaratorów, posumował profesor Robert Wolf, dyrektor wydziału Optymalizacji i Grzania Stellaratora w Instytucie Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka.
Czym jest fuzja jądrowa
Fuzja jądrowa – reakcja termojądrowa – to obiecujące źródło energii. Polega ona na łączniu się atomów lżejszych pierwiastków w cięższe i uwalnianiu energii w tym procesie. Taki proces produkcji energii ma bardzo dużo zalet. Nie dochodzi do uwalniania gazów cieplarnianych. Na Ziemi są olbrzymie zasoby i wody, i litu, z których można pozyskać paliwo do fuzji, czyli, odpowiednio, deuter i tryt. Wystarczą one na miliony lat produkcji energii. Fuzja jądrowa jest bowiem niezwykle wydajna. Proces łączenia atomów może zapewnić nawet 4 miliony razy więcej energii niż reakcje chemiczne, takie jak spalanie węgla czy gazu i cztery razy więcej energii niż wykorzystywane w elektrowniach atomowych procesy rozpadu atomów.
Co ważne, w wyniku fuzji jądrowej nie powstają długotrwałe wysoko radioaktywne odpady. Te, które powstają są na tyle mało radioaktywne, że można by je ponownie wykorzystać lub poddać recyklingowi po nie więcej niż 100 latach. Nie istnieje też ryzyko proliferacji broni jądrowej, gdyż w procesie fuzji nie używa się materiałów rozszczepialnych, a radioaktywny tryt nie nadaje się do produkcji broni. Nie ma też ryzyka wystąpienia podobnych awarii jak w Czernobylu czy Fukushimie. Fuzja jądrowa to jednak bardzo delikatny proces, który musi przebiegać w ściśle określonych warunkach. Każde ich zakłócenie powoduje, że plazma ulega schłodzeniu w ciągu kilku sekund i reakcja się zatrzymuje.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W ostatnim półwieczu producenci komputerów dokonali olbrzymich postępów pod względem miniaturyzacji i wydajności układów scalonych. Wciąż jednak bazują one na krzemie i w miarę zbliżania się do fizycznych granic wykorzystywania tego materiału, miniaturyzacja staje się coraz trudniejsza. Nad rozwiązaniem tego problemu pracują setki naukowców na całym świecie. Jest wśród nich profesor King Wang z University of Miami, który wraz z kolegami z kilku amerykańskich uczelni ogłosił powstanie obiecującej molekuły, która może stać się podstawą do budowy molekularnego komputera.
Na łamach Journal of American Chemical Society uczeni zaprezentowali najlepiej przewodzącą prąd cząsteczkę organiczną. Co więcej, składa się ona z węgla, siarki i azotu, a więc powszechnie dostępnych pierwiastków. Dotychczas żadna molekuła nie pozwala na tworzenie elektroniki bez olbrzymich strat. Tutaj mamy pierwszą molekułą, która przewodzi prąd na dystansie dziesiątków nanometrów bez żadnej straty energii, zapewnia Wang. Uczeni są pewni swego. Testy i sprawdzanie molekuły pod wszelkimi możliwymi kątami trwały przez ponad dwa lata.
Zdolność cząsteczek do przewodzenia elektronów wykładniczo zmniejsza się wraz ze wzrostem rozmiarów molekuły. Tym, co jest unikatowe w naszej molekule, jest fakt, że elektrony mogą przemieszczać się przez nie bez straty energii. Teoretycznie jest to wiec najlepszy materiał do przewodzenia elektronów. Pozwoli on nie tylko zmniejszyć rozmiary elektroniki w przyszłości, ale jego struktura umożliwi stworzenie komputerów funkcjonujących tak, jak nie jest to możliwe w przypadku materiałów opartych na krzemie, dodaje Wang.
Nowa molekuła może posłużyć do budowy molekularnych komputerów kwantowych. Niezwykle wysokie przewodnictwo naszej cząsteczki to rezultat intrygującej interakcji spinów elektronów na obu końcach molekuły. W przyszłości taki system molekularny może pełnić rolę kubitu, podstawowej jednostki obliczeniowej komputerów kwantowych, cieszy się uczony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Eksperci z Quantum Internet Alliance (QIA) ogłosili powstanie pierwszego systemu operacyjnego dla sieci kwantowych – QNodeOS. To olbrzymi krok naprzód w kierunku uczynienia z sieci kwantowych praktycznej technologii. W skład QIA wchodzą naukowcy z Uniwersytetu Technologicznego w Delft, Uniwersytetu w Innsbrucku, Instytutu badań nad kwantowym przetwarzaniem i kwantowym internetem (QuTech), Francuskiego Narodowego Instytutu Badawczego Nauk Komputerowych i Automatyzacji (INRIA) oraz Francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS).
Naszym celem jest zapewnienie wszystkim dostępu do kwantowej technologii sieciowej. Dzięki QNodeOS robimy wielki krok naprzód. Dzięki temu po raz pierwszy stało się możliwe łatwe programowanie i wykonywanie aplikacji działających w sieciach kwantowych, mówi profesor Stephanie Wehner, która stała na czele grupy badawczej. Nasze prace otwierają też całkowicie nowe pola w badaniach nad komputerami kwantowymi, dodaje.
Tym, co pozwoliło na rozpowszechnienie się klasycznych komputerów była możliwość łatwego tworzenia oprogramowania. I właśnie to umożliwia QNodeOS. System jest podobny do oprogramowania, która mamy w domu. Dzięki niemu nie musimy wiedzieć, jak działa sprzęt, by go używać, dodaje Mariagrazia Iuliano, doktorantka w QuTech.
QNodeOS pozwala na programowanie aplikacji wysokiego poziomu, podobnie jak programowane są obecnie aplikacje dla Windows czy Androida. W przeciwieństwie do dotychczasowych systemów dla komputerów kwantowych, programista nie musi brać pod uwagę specyfiki sprzętowej czy konfiguracji maszyny, na której ma działać jego program. Uruchamiając swój system na dwóch różnych procesorach badacze wykazali, że QNodeOS może współdziałać z różnymi typami sprzętu. Procesor bazujący na uwięzionych jonach działa zupełnie inaczej od procesorów wykorzystujących centra barwne (defekty krystaliczne) w diamentach. Mimo to wykazaliśmy, że nasz system pracuje na obu tych typach procesorów, cieszy się profesor Tracy Northup z Uniwersytetu w Innsbrucku.
Teraz twórcy nowego systemu pracują nad zapewnieniem wszystkim chętnym dostępu do odpowiedniego oprogramowania i sprzętu. Naukowcy chcą, między innymi, udostępnić QNodeOS na Quantum Network Explorer, pokazowej sieci kwantowej stworzonej prze QuTech. Dzięki temu chętni będą mogli eksperymentować z nowym systemem i tworzyć nań oprogramowanie.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.