proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2022 год
  Агентство  ПРоАтом. 25 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС
Вышло в свет второе издание двухтомника Б.И.Нигматулина. Подробнее
Новинка!

Вышла в свет книга Вадима Подольного « Архитектура высоконагруженных систем. Системы сбора информации, распределенные системы управления, системы реального времени».
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия» и сайта proatom.ru. E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[01/04/2022]     Фотон вместо электрона

Т.А. Девятова, редактор журнала «Атомная стратегия»

В 2016 г. Фондом перспективных исследований совместно с «Росатомом» и Минобрнауки РФ был запущен проект «Создание технологии обработки информации на основе сверхпроводящих кубитов». В создании необходимой для проекта инфраструктуры приняли участие: НИТУ «МИСиС», МФТИ, НГТУ.  Головная организация проекта - ВНИИА им. Н.Л.Духова (ГК «Росатом»).


К апрелю 2016 г. в НИТУ «МИСиС» была создана Лаборатория сверхпроводящих метаматериалов под руководством проф. А.В.Устинова; в МФТИ - Лаборатория искусственных квантовых систем под руководством проф. О.В.Астафьева; В ИФТТ РАН - лаборатория Российского квантового центра ИФТТ РАН (группа проф. В.В. Рязанова); лаборатория в НГТУ (группа проф. Е.В.Ильичёва).

Головной технологический центр (ГТЦ) создан по инициативе ВНИИА им. Н.Л. Духова совместно с МГТУ Баумана. ГТЦ будет заниматься изготовлением многокубитных систем. На других участников консорциума:  МФТИ, ИФТТ РАН, МИСиС и НГТУ – возложено решение задач по производству сверхпроводящих кубитов, измерению параметров квантовых систем в открытых линиях, разработке алгоритмов квантовых вычислений.

Работа квантового компьютера основана на том, что начальное условие задачи записывается в начальном состоянии системы кубитов, которые затем вступают во взаимодействие, определяемое конкретной задачей. Пользователь считывает результат по конечному состоянию квантовых битов. Если классический компьютер за один раз может выполнить алгоритм только для одного набора входных данных, то квантовый компьютер, при подаче на вход суперпозиции из всевозможных входных значений, выполнит операцию для всех сразу.

Кубит может быть создан на физической базе, имеющей два уровня энергии. Чтобы проводить вычисления, необходимо переводить каждый из кубитов на один из этих уровней энергии, контролируемо возбуждать переходы между этими уровнями (в том числе в зависимости от состояний других кубитов) и считывать итоговые состояния кубитов с высокой точностью.

Для создания кубитов используются такие квантовые объекты, как ионы, холодные атомы, фотоны, сверхпроводники, которые могут сохранять определенное квантовое состояние очень недолго. Ученые пытаются продлить срок жизни кубитов. Физики из МФТИ и РКЦ  нашли способ упростить создание универсального квантового компьютера, используя многоуровневые квантовые системы (кудиты), способные работать как несколько кубитов. 

В 2017 г. группа американских ученых под руководством российского физика М. Лукина, сооснователя Российского квантового центра (РКЦ), создала 51-кубитный квантовый компьютер с кубитами на основе «холодных атомов», удерживаемых лазерными лучами. Срок жизни кубитов с наносекунд возрос до десятков минут за счет тщательной изоляции кубитов от изменения температуры, взаимодействия с другими частицами. Кубиты охлаждают, помещают в вакуум, удерживают лазерами на одном месте для исключения декогеренции. За это время можно провести до 107 операций. Точность ответа зависит от факторов изоляции всей системы и минимизации посторонних шумов, так как любой энергетический обмен или воздействие будут оказывать влияние на его конечное энергетическое состояние.

В совместном проекте Фонда перспективных исследований и МГУ (лаборатория квантовых оптических технологий физфака) по созданию демонстраторов 50-кубитных квантовых компьютеров был проведен эксперимент по созданию ловушек для массивов нейтральных холодных атомов. 

Первый в России прототип квантового компьютера - устройство на двух кубитах на базе сверхпроводящих материалов заработал в НИТУ «МИСиС» в октябре 2019 г.  

Эксперименты с ионами иттербия, наиболее подходящими для создания квантового компьютера, ведутся в совместной лаборатории ФИАНа и РКЦ. Специалистам ФИАНа удалось собрать систему на ионах иттербия, продемонстрировать двухкубитные операции с достоверностью 66 % и показать полный набор кубитных операций с достоверностью ~85 %. Был создан процессор, эквивалентный четырехкубитному квантовому компьютеру — ​системе из четырех ионов с двумя энергетическими состояниями в каждом.

Главное достижение лаборатории заключается в операциях с кудитами [Н.Колачевский, директор ФИАН]. Кудиты – квантовые объекты, число возможных состояний в которых больше двух. Квантовые объекты с тремя состояниями называются кутриты, с четырьмя - кукварты и т.д. Использование кудитов может иметь ряд преимуществ по сравнению с кубитами.

Ученые работали с двумя куквартами. С помощью лазера с внешней орбитали изотопов иттербия‑171 удалялся один электрон. Помещенными в ионную ловушку ионами управляли с помощью лазеров, меняя частоту, интенсивность и фазу лазерного излучения [1]. На специалистов «Росатома» и Российского квантового центра было возложено решение проблема ​создания облачной платформы и организации доступа с ее помощью к прототипу квантового процессора.

 

Проект «Росатома»

Старт разработки квантового компьютера «Росатомом» был дан в ноябре 2019 г. Между Правительством РФ и «Росатомом» было подписано Соглашение о развитии в стране квантовых вычислений. Согласно этому соглашению ГК «Росатом» к 2024 г. планирует создать четыре типа квантовых компьютеров размером от 50 до 100 кубитов.

В отличие от битов (способных принимать значение либо 0, либо 1), кубиты имеют значения одновременно и 0, и 1, что позволяет обрабатывать все возможные состояния одновременно, достигая существенного превосходства над обычными компьютерами.

Разработкой квантовых вычислителей в «Росатоме» занимается совместный научно-образовательный центр «Функциональные Микро/Наносистемы» Всероссийского научно-исследовательского института автоматики (ВНИИА) им. Н.Л. Духова и МГТУ им. Баумана. Работы по исследованию и созданию элементов отечественного квантового компьютера ведутся также в МГУ, МФТИ, Национальном исследовательском технологическом университете (НИТУ) МИСиС, Физическом институте им. П.Н. Лебедева Российской академии наук (ФИАН), Российском квантовом центре и ряде других академических институтов. В «Росатоме» создан проектный офис, который возглавил Руслан Юнусов. При «Росатоме»также создан экспертный совет, в который вошли ведущие российские исследователи и эксперты в этой области. 

Перед проектным офисом стоят задачи:

- консолидации усилий всех ключевых организаций России, занимающихся разработками в области квантовых вычислений, создания общей научно-исследовательской квантовой экосистемы;

- создания новых лабораторий и инфраструктуры, для совместной работы над созданием квантовых вычислительных систем;

- разработки программного обеспечения и алгоритмов, адаптированных для работы с квантовыми вычислительными системами; поддержка всех центров компетенции и развитие различных платформ создания кубитов – сверхпроводников, холодных атомов и ионов, фотонов;

- разработки оптического квантового симулятора на базе основных технологий реализации квантовых логических элементов (на основе фотонных чипов и нейтральных атомов);

- разработки облачной платформы с удаленным доступом к квантовым системам;

- создания детализированной дорожной карты по квантовым вычислениям;

- привлечения российских компаний, которые могут быть заинтересованы в конкурентных преимуществах новых квантовых платформ.

Цель работы квантового проектного офиса — создание первого российского квантового компьютера, способного решать сложные практические задачи во многих технологических сферах. Квантовые компьютеры способны решать задачи, недоступные самым мощным «классическим» суперкомпьютерам, такие как моделирование поведения сложных молекул для разработки новых лекарств и материалов, сложные логистические задачи, работа с большими данными.

В ноябре 2020 г. был создан консорциум «Национальная квантовая лаборатория» (НКЛ), в который вошли «СП Квант» (структура «Росатома»), Российский квантовый центр, фонд «Сколково», НИУ «Высшая школа экономики», НИТУ «МИСиС», МФТИ и Физический институт им. П.Н. Лебедева. Главой НКЛ стал Руслан Юнусов, руководитель проектного офиса по квантовым технологиям «Росатома».

К деятельности консорциума планируется подключить индустриальных партнеров, крупные компании - будущих потребителей этих технологий. Переговоры ведутся с «Газпром нефтью», которая работает с большим числом сейсмических данных для определения залежей нефти, с РЖД и «Аэрофлотом» для решения логистических задач. С «Сибуром» обсуждаются проекты по разработке новых материалов с новыми физическими свойствами.

Квантовые вычисления будут развиваться по четырем базовым направлениям - компьютеры на базе сверхпроводящих кубитов (НИТУ, "МИСиС" и РКЦ), на базе холодных атомов, ионов и фотонных чипов.

Для демонстрации квантового превосходства над классическими процессорами интерес представляют компьютеры не менее чем на 50 кубитах с низкой вероятностью ошибки. "Росатом" намерен в ближайшие годы создать 100-кубитный квантовый компьютер. К концу 2024 г. члены консорциума должны создать вычислительные системы на различных квантовых платформах мощностью от 30 до 100 кубитов, выйти на регистрацию 40 международных патентов в год. Эксперты ожидают, что запуск квантовых компьютеров приведет к изменениям, сопоставимым с запуском обычных компьютеров.

Квантовый компьютер «Росатома» поможет не только в основной деятельности атомной отрасли, но и в развитии ее новых бизнес-направлений - от создания новых материалов до решения сложных задач по логистике Севморпути. Атомная отрасль связана с большим числом высокопроизводительных вычислений для создания новых материалов, расчетов химических реакций и физических процессов, оптимизации конструкторских разработок. ГК «Росатом» уже ведет разработку квантовых алгоритмов для применения в реальной практике.

В апреле 2021 г. было заявлено о создании в России единой цифровой платформы по квантовым технологиям. В январе 2022 г. «Росатом» сообщил, что до конца года представит Правительству план по развитию квантовых вычислений. Главной задачей в период с 2025 по 2030 г. станет объединение первых квантовых процессоров в общую сеть и создание на ее базе квантового интернета.

 

Электронные активы «Росатома»

В конце 2021 г. появилась информация о том, что "Росатом" обсуждает приобретение контрольного пакета акций российского разработчика процессоров "Эльбрус" АО «МЦСТ». АО «МЦСТ» - базовая организация кафедры информатики и вычислительной техники МФТИ, специализирующаяся на разработке чипов на собственной архитектуре; универсальных микропроцессоров; микроконтроллеров; управляющих вычислительных комплексов.

Зачем «Росатому» понадобился разработчик чипов и микропроцессоров? В сфере деятельности ГК «Росатом» находится значительный объем критической инфраструктуры. «Росатом» поглощает всё, что представляет интерес для атомной отрасли [SFERA Live]. Обойтись же без электронных компонентов в эпоху цифровизации невозможно.  «МЦСТ» обладает технологиями, а «Росатом» не страдает от недостатка финансов. Стремясь перевести под контроль госкорпораций крупнейшие технологические активы, Правительство поручило «Росатому» приобрести активы «Крокус-Нано» (производит резистивную память ReRAM) и  ряд других предприятий микроэлектроники. «Росатом» инвестирует средства в освоение месторождений лития, в производство аккумуляторов, строительство ветропарков, развитие аддитивных технологий, разработку программного обеспечения, материаловедение, медицину и другую инновационную продукцию.

 

Перспективы российской микроэлектроники

После введения антироссийских санкций в 2014 г. мы не смогли закупать у США микроэлектронику для космических нужд. С введением нового пакета санкций в связи с украинским кризисом Правительством РФ было принято решение об импортозамещении ключевых компонентов микроэлектроники и их производстве на территории России. России необходимо решить задачу производства процессоров внутри страны объёмом, достаточным для покрытия ключевых критических областей - как минимум серверов и систем хранения данных госструктур и госкомпаний.

Мировым производителем оборудования для производства микропроцессоров является нидерландская компания ASML, печать микропроцессоров заказывают у тайваньской TSMC. Собственными силами делать процессоры продолжают только Intel и Samsung. Собственные процессоры разрабатывает и Россия.

Компания-разработчик процессоров Эльбрус «МЦСТ» с 2005 г. разработала линейку процессоров Эльбрус с архитектурой ядер, основанной на принципах VLIW: Эльбрус 2000 (E2K) , Эльбру́с-S, Эльбрус-2С+, Эльбрус-4С (на 65 нм), Эльбрус-8С и Эльбрус-8СВ (8-ядерные процессоры для ПК и серверов), Эльбрус-2С3, Эльбрус-12С, Эльбрус-16С. Недавно был возобновлен тендер на разработку процессора «Эльбрус-32С». Основным заказчиком выступил оборонно-промышленный комплекс во главе с Министерством обороны.  Первые инженерные модели должны быть получены в 2026 г. Серийное производство - запустить в 2027 г.

Процессоры Байкал также разработаны российскими специалистами, но в них больше лицензионных блоков компании ARM. Российская компания Yadro (производстве серверовсистем хранения данныхпрограммного обеспечения) приобрела российскую компанию Syntacore, разрабатывающую ядра системы команд RISC-V, и планирует разработать третий процессор общего назначения с открытой системой команд RISC-V.

Современные серийные Байкалы и Эльбрусы, разработанные под нормы 28 нм, производились на фабрике TSMC в СиньчжуТайвань. В связи с международными санкциями за спецоперацию на Украине TSMC отказалась от дальнейшего сотрудничества с российскими производителями процессоров компаниями "Байкал Электроникс", НТЦ "Модуль" и "МЦСТ". Сами мы можем производить микропроцессоры по технологическим нормам 90 нм и выше. У нас есть отечественные запатентованные наработки, которые можно применить в безмасочной рентгеновской литографии [2].

НИУ МИЭТ в сотрудничестве с ОАО «НИИ полупроводникового машиностроения» и рядом соисполнителей: Институтом физики микроструктур РАН, АО «Завод ПРОТОН», ООО «Микрофотоника», ООО «СЕРТАЛ», АО «НИИТМ», ООО «Нанопромимпорт» выполнил проект по теме «Разработка источника мягкого рентгеновского излучения на основе матрицы микрофокусных рентгеновских трубок для безмасочного литографа с разрешением лучше 10 нм». Был предложен новый метод бесшаблонной нанолитографии, в которой в качестве «электронной» маски выступает микросхема микрофокусных рентгеновских трубок с «прострельной» мишенью. Работы по данному проекту были завершены в июне 2020 г. Но при создании первого литографа будет использована не матрица микрофокусных рентгеновских трубок, а более классический вариант — синхротронный или плазменный источник излучения плюс микрозеркала.

ФТИАН им. К.А. Валиева РАН реализовал проект: «Разработка технического облика динамической маски на основе чипа микрозеркал для бесшаблонной литографии в рентгеновском диапазоне». Исследовалось нанесение диэлектрического покрытия методом атомно-слоевого осаждения на микрооптоэлектромеханические системы (МОЭМС), которые в безмасочной рентгеновской литографии выполняет функцию фотошаблона. Размер пикселя у серийно выпускаемых в России МОЭМС составляет ~10×10 мкм, в перспективе до 4 мкм.

В октябре 2021 г. МИЭТ выиграл лот на НИР «Разработка установки безмасочной рентгеновской нанолитографии на основе МЭМС (микроэлектромеханической системы) динамической маски для формирования наноструктур с размерами от 13 нм и ниже на базе синхротронного и/или плазменного источника». Таким образом, можно ожидать, что в 2024-2025 г. в России появится первый прототип безмасочного литографа для производства чипов по нормам 28 нм и 16 нм [2].

 

Санкции во благо

Если бы авторы санкций догадывались, что их рестрикции станут мобилизующим толчком для возрождения отечественной промышленности России и, в качестве дополнительного бонуса – очищающим реагентом для слива паразитарной фронды и даже непотопляемого бравого реформатора, от которых стране не удавалось избавиться долгие четверть века, они бы раз сто подумали о принимаемых решениях. Микроэлектроника –основа всей современной промышленности, станкостроения, государственной инфраструктуры является одним из главных показателей независимости страны.

Чтобы максимально быстро дать старт разработке и производству ключевых компонентов, с 2020 г. государство субсидирует микроэлектронику. Стране приходится воссоздавать свою отрасль микроэлектроники, рухнувшую в 1990-х гг. и похоронившую суперкомпьютер Эльбрус-3, который был фактически сделан, но не пошёл в серию из-за решения встроиться в западный мир, убив собственную отрасль.

В СССР было десять производителей компьютеров — электронных вычислительных машин. Советский компьютер — суперскаляр "Эльбрус-1" появился в СССР в 1978 г., за 14 лет до того, как такой компьютер был создан американцами. Скалярная архитектура вычислительных машин была изобретена именно в СССР. Наш суперскаляр оказался почти идентичен популярному американскому компьютеру, который стали производить только в 1995 г. Эльбрус-1" и "Эльбрус-2" (1984 г.) уже тогда имели 32-разрядную архитектуру, могли иметь до десяти процессоров, поддерживали отладку, мониторили производительность и имели режим "сверхнадёжных вычислений" [https://life.ru/p/1392237].

С 1976 г. в СССР производился разработанный МИФИ аналоговый компьютер АВК-6, который использовался в инженерных расчётах. В 2017 г. МИФИ представил новую схему оптического кодирования информации, продолжаются разработки компьютеров "Эльбрус", в 2019 г. в НИТУ "МИСиС" и МГТУ им. Баумана создан прототип первого квантового компьютера. 

Мировым рекордсменом по производительности в своём поколении была наша К340А, а лучшей ЭВМ восточного полушария в своём поколении была БЭСМ-6. Производство интегральных схем в СССР и США началось практически одновременно, в 1962 г. вторым в мире микрокалькулятором был наш Б3-04. Первым в мире промышленным изделием потребительской микроэлектроники был зеленоградский радиоприёмник «Микро». 

2 марта 1965 г. на базе Государственного комитета по электронной технике СССР было образовано Министерство электронной промышленности СССР (МЭП). Министерству подчинялось множество предприятий и научных учреждений: НИИ полупроводниковой электроники, ЦНИИ Электроника, ЦНИИ «ЦИКЛОН», НИИПМ (Воронеж) - создание механизированных линий и технологического и испытательного оборудования для производства полупроводниковых приборов и интегральных схем; предприятия: НПО «Научный центр» (Зеленоград), «Ангстрем» и «Микрон» -  основные производители интегральных схем в СССР, «Квант» - завод печатных плат, НПО «Фонон», московский завод «Эра» (ныне ОАО НПП «Радий»), казанский завод радиокомпонентов (Завод №7, ныне «Элекон»), «Альфа» (Рига) — аналоговые и аналого-цифровые микросхемы, а также цифровые процессоры.  

Основные структурные единицы — Рижский завод полупроводниковых приборов и НИИ микроприборов, «НПО Интеграл» (Минск) - один из основных производителей интегральных схем в СССР, НПП «Исток», Воронежский завод полупроводниковых приборов, ПО Вильнюсский завод радиоизмерительных приборов (ВЗРИП), Харьковский завод радиоэлементов, ПО «Эльта» (Елец), «Ритм» (Белгород), «Смоленский завод радиодеталей», ПО «Фотон» (Ташкент),  Калининградский машиностроительный завод (ОАО «Кварц»), ПО «Алунд», НПО «Позитрон».

Номенклатура изделий электронной техники была весьма обширна: от простейших резисторов до сложнейших микросхем. Это и конденсаторы, и транзисторы, и разъёмы, и переключатели, и трансформаторы, и радиолампы, и кинескопы, и микросхемы, и многое другое. Так в 1977 г. МЭП выпускало «12 500 типов ИЭТ, 20 млн типономиналов, имело 340 тыс. договоров на поставку …». 

Создал и 24 года успешно руководил отечественной электронной промышленностью Александр Иванович Шокин. Статью, посвящённую его 100-летию в 2009 г., академик РАН Ж.И.Алфёров начал абзацем: «Я очень высоко оцениваю советскую электронику, созданную под руководством её министра, Александра Ивановича Шокина. В 1970–1980-е гг. существовали только три страны с развитой электроникой: США, Япония и СССР. По многим направлениям советская электроника занимала передовые позиции…».

И "вдруг оказалось", что Россия не способна производить современные чипы. Для создания микроэлектроники современного уровня численность населения страны должна быть не менее 100 млн человек. Необходимо достаточное число людей с высоким интеллектом, склонных к такой работе. Страна должна иметь научную школу, опытное производство, соответствующие технологии. В России такая школа была и есть. Сохранилась и структура НИИ, отдельные производства и даже специалисты, способные грамотно организовать работу. Есть и опыт разворачивания производств в самые сложные времена [2].

 

Современная литография

На сегодняшний день в мире действуют три производителя литографов - голландская ASML и два японских производителя Canon и Nikon. По самым современным нормам установки делает только ASML. Голландцы занимают более 84% рынка литографов. Но в Россию такое оборудование сегодня продавать запрещено. Две относительно современные установки в составе линий - одна на заводе "Микрон", другая на заводе "Ангстерм-Т". Обе установки для топологических норм 130-65 нм. В целом этого достаточно для решения задач ВПК, космоса, индустриального уровня. По заданию Минпромторга в Зеленоградском нанотехнологическом центре (ЗНТЦ) осенью 2021 г. началась разработка собственных установок фотолитографии уровня 350 нм и 130-65 нм.

К освоению серийного выпуска аппаратуры по этому проекту планируется приступить в конце 2026 г. В рамках этого проекта используется отечественный полупроводниковый лазер.

Литографическое оборудование никогда не производилось в России. В СССР его делали в Белоруссии на заводе «Планар». Оборудование «Планара» с минимальным уровнем топологии в 0,5-0,1 микрон до сих пор работает на зеленоградском «Ангстреме». ЗНТЦ сотрудничает с компанией «Планар», все их компетенции и опыт будут задействованы при разработке фотолитографических установок.

В ЗНТЦ должны быть разработаны опытные образцы степпера и источников излучения (эксимерных лазеров) с длиной волны 193 и 248 нм, базовые технологические процессы фотолитографии уровня 130 нм. Проект 130 нм завершится в ноябре 2026 г.

Китайская компания SMEE (Shanghai Micro Electronics Equipment) выпускает литографы для 90 нм, и на пороге новые литографы на 28 нм. Наши НИРы с заданием на 28 и 16 нм коррелируют с задачами SMEE по литографам на 28 нм. При коллаборации с Китаем по этому вопросу, литограф на 28 нм у нас может появиться уже в 2023 г., а на 16 нм - к 2025-2026 г. [2].

С целью  приобретения новых компетенций российские компании, разрабатывающие микроэлектронику, начали консолидироваться. Компания Yadro (строит большой завод в Дубне) в 2019 г. купила компанию Syntacore  (одного из основных российских разработчиков ядер с архитектурой набора команд RISC-V), и планирует создать процессор общего назначения на этих ядрах. 

АО «Инвестиционная компания Вартон», входящая в группу компаний Вартон (материнскую для компании «Байкал Электроникс»), купила 34%-ную долю акций компании CloudBear — второго разработчика ядер с архитектурой набора команд RISC-V. И будет разрабатывать RISC-V-ядро, отвечающее за систему доверенной загрузки и менеджмента в перспективных процессорах Baikal-L и Байкал-S2,  субсидированных государством.

Как написал один из комментаторов авторского канала «Сделано у нас»: «За микроэлектронику взялись это точно. В Ульяновске "Искра" лет 30 разваливалась, теперь за год восстановили».

 

Суверенитет в микроэлектронике Россия обеспечит к 2030 г.

В 2020 г. радиоэлектронной продукции в России было произведено в полтора раза больше чем в 2019 г.  «За последние два года в отрасли микроэлектроники сделано больше, чем за предыдущие 25 лет» [вице-премьер Ю.Борисов, февраль 2022 г.].

В 2017 г. с "НИУ "МИЭТ" был подписан контракт на проведение НИР в области создания безмасочного литографа с разрешением лучше 10 нм. В 2020 г. все этапы были выполнены. В настоящее время ведется работа по созданию экспериментальной литографической установки на основе полученных результатов.

АО «МЦСТ» заявила о создании в ближайшее время гибридного микропроцессора «Эльбрус» с внедрением архитектуры RISC-V. По вычислительной мощности микропроцессор «Эльбрус» 32С превзойдет предыдущее поколение в 4 раза (до 12 TFLOPS). 

Активно развивающаяся архитектура "Эльбруса", появление процессора Байкал с ядрами архитектуры ARM, разрабатываемый процессор на RISC-V-ядрах – делают актуальным решение проблем с совместимостью программного обеспечения. Пока в условиях проводящегося импортозамещения доминирующей архитектуры у нас  нет.

На стратегической конференции по развитию российской радиоэлектроники 12 февраля т.г. вице-премьер Дмитрий Чернышенко заявил, что к 2030 г. российские производители электроники должны стать лидерами на отечественном рынке и войти в мировую пятёрку ведущих производителей.  До недавних пор импортозамещение подразумевало создание мощностей для оборонных предприятий, госорганов и критической инфраструктуры. Вице-премьер Юрий Борисов указал на необходимость гражданского импортозамещения. Было предложено создать отечественную программу электронного машиностроения. Создано 19 рабочих групп, которые будут курировать развитие 19 основных высокотехнологичных направлений.  

К 2030 г. планируется создать не менее 300 центров коллективного проектирования микроэлектроники на базе профильных образовательных учреждений. К 2024 г. благодаря этим дизайн-центрам планируется подготовить шесть тысяч высококвалифицированных специалистов отрасли. Первый российский центр коллективного проектирования микроэлектроники открылся на Дальнем Востоке в 2019 г. (проект группы компаний «Элемент», созданной ГК «Ростех» и АФК «Система»). Задачей центра является разработка электронной компонентной базы, инжиниринговая и исследовательская деятельность. В 2020 г. за счет средств резервного фонда Правительства было создано еще два центра коллективного проектирования при РАН и МИРЭА.

«Пришло время, когда мы должны сами для себя начать создавать все по максимуму»

Развивать компетенции в радиоэлектронике начинает «Роскосмос». Госкорпорация по космической деятельности переходит на производство отечественных печатных  плат из отечественных материалов - фольгированных стеклотекстолитов класса FR-4 и FR-4 High Tg. Работы по элементной базе активно ведутся с 2014 г. На заключительном этапе находится разработка нового бортового компьютера для космических аппаратов, отличающегося повышенной радиоционно- и сбоеустойчивостью. Ядром этого компьютера является сбоеустойчивый процессор, созданный из радиационно-стойких компонентов, производительность которого в два раза превосходит используемые сейчас в космической технике.

АО «Российские космические системы» объявили о приобретении контрольного пакета акций ПАО «Ярославский радиозавод», обладающего значительными компетенциями в области производства высокотехнологичной импортонезависимой радиоэлектронной продукции, профессиональных средств связи, управления и навигации.

В инженерном колледже «Алабуга Политех» началась подготовка специалистов по микроэлектронике, робототехнике, мехатронике, промышленной автоматике, программированию, электротехнике.

В интервью MK. RU /science президент Российской академии наук А.М.Сергеев рассказал о противодействии санкциям. «В стране должна произойти научно-техническая мобилизация.  Практически, за два-три года мы должны теперь создать и внедрить такой объем самого необходимого стране, какой она должна была внедрять последние 30 лет. Ситуация сейчас другая, и потребность в науке объективно возросла. Надо принимать решения не на основе денежных интересов, а исходя из реально необходимых результатов. Должна быть достаточно широкая, объективная, надведомственная экспертиза проектов»… "Ппосле страшной войны, в условиях жесточайшей разрухи страна за 4 года создала атомную бомбу. А через 16 лет после войны отправила первого человека в космос. Россия не раз оказывалась, казалось бы, в безвыходных ситуациях, но всегда находила выход. У нас есть, с кого брать пример» [https://www.mk.ru/science/2022/03/20/].

На вопрос «С чего вы посоветовали правительству начать технологическую «ревизию»? Где у нас самое тонкое место?», президент РАН ответил: «это наша электронная компонентная база, в которой нуждаются сейчас многие отрасли народного хозяйства. Для ракет не обязательно делать маленькие топологические размеры интегральных схем. Для гражданского сектора – мобильных телефонов, компьютеров, чипы и всевозможные датчики должны быть компактными. Основной научно-технологический комплекс у нас в Зеленограде, где выпускается 80% отечественных микросхем. Ведущее предприятие «Микрон» было оснащено лет десять назад новейшей на тот момент импортной установкой для печати микросхем. Она до сих пор является флагманской в стране… Теперь надо собирать и «ставить под ружье» наши коллективы ученых и инженеров, хотя за год-два задачу импортозамещения в микроэлектронике не решишь. Но надо скорее начинать, головы и руки у нас есть. Пришло время, когда мы должны сами для себя начать создавать все по максимуму».

Для качественного решения проблем микроэлектроники нужно сконцентрироваться на проблеме,  создать отдельное Министерство электронной промышленности, как это было в СССР, выделив его из соответствующего департамента Министерства промышленности и торговли. С ходом возрождения отрасли более-менее можно будет определиться после 2025 г., когда будут получены результаты ключевых НИРов, запущенных в 2021 г.

По мнению вице-премьера Ю.Борисова, для того, чтобы радиоэлектронная отрасль вышла на новый уровень, ее поддержка должна стать национальным проектом, как это было с развитием ядерной или космической отраслей.

Атомщикам не раз приходилось участвовать в стратегически важных для страны проектах, когда девиз «Вижу цель, не вижу препятствий» определял конечный результат. Бизнес может позволить себе осторожничать и сомневаться, а специалисты и ученые находят пути, как решить поставленную задачу, подключив опыт, смекалку и знания. И с этой проблемой, конечно, справятся.

И куда денутся санкционщики без нашего неона, палладия, фтора, скандия, висмута, гелия и титана. Да ещё энергорубли…

 

В подготовке материала использована информация сайтов:

https://www.atomic-energy.ru/news/2019/11/07/98873strana-rosatom.ru

https://www.rbc.ru/technology_and_media/news.myseldon.com /ru/news/index/249760631

atomicexpert.com /kvantessenciya

zen.yandex.ru /media

https://www.rbc.ru/technology_and_media

www.zelenograd.ru /hitech/

www.mk.ru /science

sfera live

 

Дополнительные источники

1. сайт РАН, Леонид Ситник, 27.12.2021

2. Авторский канал М.А.Новикова, посвящённый российской микроэлектронике и вычислительной технике https://zen.yandex.ru/media/electromozg/

3. Сайт Ковригина Р.В.  «Сделано у нас»

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Атомная наука
· Новость от Proatom


Самая читаемая статья: Атомная наука:
Интуиция в законе

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 3
Ответов: 2


Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 12 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: Фотон вместо электрона (Всего: 0)
от Гость на 02/04/2022
Удивляет, что термоядом Росатом давно не интересуется. Кинулись в кванты и в ветроэнергетику. А до того бесславно слили нанотехнологии...Наверное, сил слишком много, раз кидаемся во все стороны сразу...


[ Ответить на это ]


Re: Фотон вместо электрона (Всего: 0)
от Гость на 02/04/2022
#######.  Квантовые объекты с тремя состояниями называются кутриты, с четырьмя - кукварты и т.д.  #######

Статья размещена первого апреля, и я вначале подумал, что это шутка. Кубиты, кутриты, кукварты, купенты,кусексоты и т. д. Но прогресс достигается не столько количественным путем, сколько качественным. Ну, построили мы БАК, и что толку. Или будут ещё более мощные компьютеры. Но они сами не делают открытия, это только арифмометры для наших голов и мозгов. А с последними с каждым годом у Землян все хуже и хуже. С уважением, АлС 

рт


[ Ответить на это ]


Re: Фотон вместо электрона (Всего: 0)
от Гость на 02/04/2022
  • Электроника (вычислительная техника) - это дитя Атомного проекта. В этой области МСМ полностью проиграл DOE. 
  • Однако, большинство задач МСМ не требует много машинного времени, и может быть решено на "калькуляторах". В 1945 не было ничего, кроме карандаша и бумаги, а результаты впечатляют и сегодня.
  • Математика - это лишь инструмент. Современные вычисления на компьютере - это перебор вариантов, требующий огромного машинного ресурса. Такой метод сегодня доминирует, но это не значит, что нельзя найти решение другим путем. 
  • Сегодня программное обеспечение (как бы сказать, чтобы не обидеть разработчиков), заточено на невероятно высокие мощности вычислительной техники. ИМХО, все производители электронной техники обязаны по гроб жизни этим программистам. Если разрабатывать программы с привязкой к железу, то требуется не ГГц, а МГц, или даже кГц тактовой частоты. 
  • Весь мусор интернета - это доказательство простоты создания вредоносных (или мешающих) кодов, которым занимаются все, кому не лень. 
  • Наоборот, "железный" софт, который требует знания математики на более высоком уровне, невозможно заразить вредоносной программой. 
  • Тенденция на снижение требуемого ресурса уже есть. Те же андроиды на порядок меньше потребляют энергии (машинного времени), чем компьютеры. 
  • Кстати, техника "встала" лет 10-15 назад, и 15-летний компьютер не нужно выкидывать на свалку. Раньше 3-летний уже был старьем. 
  • Атомная отрасль СССР (России) в долгу перед страной за провал в электронике. Деньги были потрачены в никуда. Можно сказать, МСМ в мирном атоме и электронике, это советский "Чубайс". 
  • Дементий Башкиров


[ Ответить на это ]


Re: Фотон вместо электрона (Всего: 0)
от Гость на 02/04/2022
Башкирову респект! Только мне кажется, что потребность в высокой электронике в России возникла от авиации и ракетостроения. Тогда был бум создания новых разработок. А атомка (включая разделение урана, реакторные технологии и расчет ядерных процессов в зарядах) до конца семидесятых базировались на аналоговых схемах. Отсюда и потребность в электронике. Только в начале восьмидесятых стали активно переходить на цифру и импорт комплектующих. 


[
Ответить на это ]


Re: Фотон вместо электрона (Всего: 0)
от Гость на 01/04/2022
Шапками не надо кидаться... Тамара Девятова - "И "вдруг оказалось", что Россия не способна производить современные чипы. Для создания микроэлектроники современного уровня численность населения страны должна быть не менее 100 млн человек. Необходимо достаточное число людей с высоким интеллектом, склонных к такой работе. Страна должна иметь научную школу, опытное производство, соответствующие технологии. В России такая школа была и есть. Сохранилась и структура НИИ, отдельные производства и даже специалисты, способные грамотно организовать работу. Есть и опыт разворачивания производств в самые сложные времена [2]." ======= Почему это ВДРУГ ?  Путину ещё в начале 2000 годов КРИЧАЛИ и ВОПИЛИ - спасайте электронику, спасайте ШКОЛЫ, спасайте НАУКУ... ЭТИ С.ДЕТИ и слушать не хотели - развивали КАПИТАЛИЗМ и РЫНОЧНУЮ ЭКОНОМИКУ... ===== Им тыкали в нос японский опыт - именно государство в Японии развивало электронику, на государственные средства развивалась электроника - это и было РЕАЛЬНОЕ частно-государственное партнерство, а в России всё ЭТО извратили... В ЯПОНИИ БЫЛ государственный ПЛАН в этой области... А в России ? Наплодили сотни различных фондов и корпораций РАЗВИТИЯ, которые ничего путного не создали... Средства распилили ... РОСНАНО вам между ног ! Просрали ! Росатом продвигал, продвигал западные технологии - Французская АРЕВА вам под одно место... Наелись ? Нахапали ? А теперь вспомнили про отечественные школы... Над вами С.ДЕТИ весь мир смеется ! ===== Вы все разрушили до основания, а теперь глумитесь над нами из своего разбитого корыта ==== В 2003 году Примаков вещал - "Мы отстали от ЗАПАДА в технологиях на 20 лет..." ==== А теперь можно уже говорить о том, что мы отстали от Китая на 20 лет ===== Доигрались ===== Конечно что-то и получится сделать... ==== Но на это уйдет 20-30 лет... Если хотим сократить хотя бы на лет 10, то следует менять руководителей страны, которые врали нам и увещевали нас - ВСЁ ХОРОШО... ===== Черепанов Алексей Иванович


[ Ответить на это ]


Re: Фотон вместо электрона (Всего: 0)
от Гость на 01/04/2022
...(Завод №7, ныне «Элекон»), «Альфа» (Рига) — аналоговые и аналого-цифровые микросхемы, а также цифровые процессоры.  Основные структурные единицы — Рижский завод полупроводниковых приборов и НИИ микроприборов, «НПО Интеграл» (Минск)...Странная компания Российских электронщиков, которым "Санкции во благо"


[ Ответить на это ]


Re: Фотон вместо электрона (Всего: 0)
от Гость на 01/04/2022
Автору... Вы ретранслируете ГЛУПОСТИ тех, кто из физики сделал не физику, а религию - "Ученые работали с двумя куквартами. С помощью лазера с внешней орбитали изотопов иттербия‑171 удалялся один электрон. Помещенными в ионную ловушку ионами управляли с помощью лазеров, меняя частоту, интенсивность и фазу лазерного излучения [1]. На специалистов «Росатома» и Российского квантового центра было возложено решение проблема ​создания облачной платформы и организации доступа с ее помощью к прототипу квантового процессора." Нет никаких орбиталей у электрона ! Уже не сотни, а тысячи физиков это понимают... Те кто игрался с иттербием-171 не знают физики... Поэтому ничего путного от них ждать не приходится... Одна надежда на простых инженеров, которые методом проб и ошибок будут ЧТО-ТО получать и извлекать... Затратная ИГРА, но ничего не поделаешь - физика управляется МРАКОБЕСАМИ. ==== Черепанов Алексей Иванович


[ Ответить на это ]


Re: Фотон вместо электрона (Всего: 0)
от Гость на 02/04/2022
Дополняю ... Для автора – 25 минута 45 секунда – про орбитали - Семинар Бычкова №160. Н.А. Магницкий «Структура атомов в теории сжимаемого осциллирующего эфира» - https://www.youtube.com/watch?v=7hyQxlkIMaQ ========= По следам семинара Быкова В.Л. 2 февраля 2022 года – Цитирую Магницкого - https://cloud.mail.ru/public/Z3Sa/d7AMeVZjj По следам семинара Быкова В.Л. 2 февраля 2022 года – Цитирую Магницкого - https://docs.google.com/file/d/1Hog2hJOg5CQ5r3QVzj3lnRnPSzCwJlWE/edit?usp=sharing ======== Семинар Климова-Зателепина 1 декабря 2021 года – Разбор доклада Пархомова А.Г. – https://cloud.mail.ru/public/nEjw/8sCr6PzE3 Семинар Климова-Зателепина 1 декабря 2021 года – Разбор доклада Пархомова А.Г. – https://docs.google.com/file/d/1ZAmCB28k3utMc4q09Gzu0_V0PzXxdaBM/edit?usp=sharing ====== Черепанов Алексей Иванович


[
Ответить на это ]


Re: Фотон вместо электрона (Всего: 0)
от Гость на 02/04/2022
Цель работы квантового проектного офиса — создание первого российского квантового компьютера, способного решать сложные практические задачи во многих технологических сферах. Квантовые компьютеры способны решать задачи, недоступные самым мощным «классическим» суперкомпьютерам, такие как моделирование поведения сложных молекул для разработки новых лекарств и материалов, сложные логистические задачи, работа с большими данными.
Давно и с большим успехом в мире функционирует система распределенных вычислений (СРВ). 
Технология этого вполне доходчиво описана, напр., в Косяков М.С. "Введение в распределенные вычисления: Учебное пособие". - Санкт-Петербург: НИУ ИТМО, 2014. - 155 с. - ( http://books.ifmo.ru/book/1403/vvedenie_v_raspredelennye_vychisleniya.htm )Множество сложных задач, требующих огромного объема вычислений производится в BOINC : (https://boinc.berkeley.edu/download.php) ( https://vk.com/boinc ) Вот статистика по миру, кто сколько насчитал и с какой скоростью считает задачи  СРВ - https://www.boincstats.com/stats/-1/team/list/0/100#198  Подключать в СРВ в BOINC можно практически любое вычислительное устройство.  Я, например, использую даже смартфон на Андроиде, там всё-таки 8 ядер, а ночью смартфон просто ждет работы!Моя команда в BOINC - Lions Clubs Team хоть и небольшая, но в рейтинге занимает 198 место из Total number of teams: 111,582!
В системе BOINC можно прямо сейчас создать свою тему и подключать энтузиастов к проведению вычислений. Напр. российская тема - https://gerasim.boinc.ru/ работает с 2008г.
Что мешает сейчас, пока квантовые и другие суперкомпьютеры практически малодоступны, организовывать проекты СРВ, задействую необъятный вычислительный ресурс Российских организаций и частных лиц?
Вот Вам и инновационный проект, требующий минимальных инвестиций (несопоставимых с РосНано!) с огромным научным и практическим выходом!
Организация СРВ только в системе Росатома за одну ночь проведет расчеты, на которые уходят недели и месяцы работы одиночных компьютеров! 
С Уважением к Проатому, 
Катковский Е.А.


[
Ответить на это ]


Re: Фотон вместо электрона (Всего: 0)
от Гость на 02/04/2022
" Я, например, использую даже смартфон на Андроиде"- дальше смартфона тебе пути нет.


[
Ответить на это ]


Re: Фотон вместо электрона (Всего: 0)
от Гость на 03/04/2022
Не нужна Росатому система распределенных впечатлений. Вычислять нечего, да и не можется, не хочется. ВНИИЭФ что-то вычисляет. Даже не уверен, что их суперкомпьютер загружен на 70%


[ Ответить на это ]


Re: Фотон вместо электрона (Всего: 0)
от Гость на 04/04/2022
Так это совсем другая песня! Но хотя бы не смогут они прятаться за разными эмбарго на процессоры!


[
Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, webmaster@proatom.ru. Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.07 секунды
Рейтинг@Mail.ru