Робот укладывал фотоэлектрические панели гораздо проворнее человека.
Из-за громоздких скафандров астронавты в процессе укладки, как ни посмотри — с первого лица или с третьего, — всегда выглядели неуклюже, создавалось ощущение, что они не контролируют своё тело. А робот работал гораздо плавнее. Тем более что роботы, только что доставленные с Земли, всегда приятны в использовании — новое всегда лучше.
Зрителям в стриме было просто кайфово — как при просмотре расслабляющих видео. Одна панель за другой, словно сеяли урожай.
— Как же круто! Темпы просто бешеные!
— Вот это темп! А когда Huawei уже сделает сверхпроводящий чип?
— Наверное, скоро?
— Должно быть скоро. Иначе зачем такой огромный фотоэлектрический массив?
В чате, помимо обсуждения укладки панелей роботом, постоянно спрашивали, когда же появится сверхпроводящий чип.
Это был уникальный технологический прорыв Китая.
Даже если этот прорыв пока существовал только в виде концепции, китайские интернет-пользователи уже мысленно праздновали победу.
И не только китайские — иностранные СМИ тоже заранее присудили победу Китаю.
Взять, к примеру, Индию. Индийские СМИ больше всего любят рефлексировать, особенно в сравнении с Китаем. Европейские и американские газеты могли проигнорировать это событие, но Индия — нет.
Ещё с момента появления Shen Hong индийские медиа начали рефлексировать:
«Мы значительно отстаём от Китая в расходах на научные исследования, плотности научных кадров, университетских рейтингах. У Китая есть государственные стратегии, такие как "План тысячи талантов" и "Сделано в Китае-2025", а у нас нет подобных долгосрочных планов. Вложения Китая в искусственный интеллект также намного превышают индийские. В этом причина нашего отставания. У индийского правительства есть амбиции, у Индии есть таланты в сфере ИИ, но наши венчурные инвесторы не хотят поддерживать настоящие технологические инновации — они предпочитают быть перевозчиками технологий, перенося в Индию уже готовые американские разработки. Такие инновации неустойчивы, и в этом корень нашего отставания от Китая».
Когда появилась Shen Hong, индийская рефлексия казалась китайцам знакомой — почти те же формулировки, что и в китайских рассуждениях об отставании от Америки.
Но когда был объявлен план сверхпроводящего чипа, индийская рефлексия вышла за пределы рационального — сплошные эмоциональные выплески вроде «индийцы просто неспособны» и «Индия безнадёжна».
Один китайский пользователь на Quora очень точно подметил:
«Индия всегда считала, что может сравниваться с Китаем и должна равняться на него: Мумбаи — с Шанхаем, Нью-Дели — с Пекином, Бангалор — с Шэньчжэнем. Поэтому технологический прогресс Китая особенно волнует индийцев. И вот коллективный срыв у индийцев из-за сверхпроводящего чипа вызвал в индийском обществе даже более широкую и бурную дискуссию, чем появление Shen Hong. Кто-то может удивиться: сверхпроводящий чип существует пока только в теории, а Shen Hong — реально работающая система с меньшими вычислительными мощностями, но лучшими результатами. Почему же первое вызывает у индийцев такой острый кризис? Общаясь с индийскими друзьями, я понял их логику: они считают, что Индия и Китай одинаковы. Хотя Китай сейчас впереди, принципиальной разницы нет — оба догоняющие. Shen Hong, какой бы крутой она ни была, — это подражатель GPT. Даже если она превзошла GPT, в глазах индийцев это всё равно подражание, копирование. Поэтому их рефлексия оставалась относительно мирной и рациональной. Но сверхпроводящий чип — это нечто совершенно новое, концепция, впервые предложенная Китаем, и она имеет шанс на воплощение. Это заставило Индию осознать, что они, возможно, не одинаковы. Что Китай, возможно, уже не догоняющий, что он превращается в инноватора, а может, уже стал им.
Если копнуть глубже, Индия позиционирует себя как страну, развивающуюся за счёт европейского и американского капитала, технологий и рынков. Индийцы считали, что Китай — такой же, и поэтому они конкуренты: если Китай получает больше, Индия получает меньше. Но появление сверхпроводящего чипа показало Индии, что теперь и она начинает получать китайские капиталы, промышленные и технологические потоки. Это и вызвало срыв — потому что незаметно для себя Китай сменил статус, а Индия осталась Индией».
Сверхпроводящий чип интересовал не только Индию, но и развитые страны.
Это могло стать основой для следующего поколения чиповых материалов. Специалисты в этой сфере прекрасно ощущали, что кремниевые чипы достигли предела — каждый следующий шаг даётся с огромным трудом, себестоимость растёт, выход годных падает, появляются различные негативные факторы. Если не переходить на более совершенную 3D-структуру, кремниевым чипам осталось всего несколько лет.
Вопрос заключался в том, насколько жизнеспособен китайский путь низкотемпературной сверхпроводимости. Это стало фокусом внимания индустрии.
На Луне можно обеспечить постоянную низкую температуру и использовать её для создания сверхпроводящих чипов. На Земле это, конечно, невозможно. Интерес заключался в том, проявят ли низкотемпературные сверхпроводники некие интересные свойства, которые могли бы указать путь к следующему поколению чиповых материалов. Сама сверхпроводимость вызывала множество фантазий. А если не требуется сверхпроводимость — возможна ли полусверхпроводимость при комнатной температуре и нормальном давлении? Новая среда, новые условия — возможно рождение новых материалов.
Поэтому отрасль с особым вниманием следила за последними достижениями Китая в области сверхнизкотемпературных сверхпроводящих чипов.
Внутри Huawei этому придавали ещё большее значение: собрали лучшую команду и перебросили из Суншаньху в Шанхай.
В первый год их главной задачей была проверка технической осуществимости. Технический путь уже был определён: использовать плёнку FeSe на основе железного сверхпроводника, выращенную методом молекулярно-лучевой эпитаксии (MBE) на подложке SrTiO3, для достижения сверхпроводящего состояния при температуре 100 К. Теоретически такой образец был возможен, но как на практике? Как он поведёт себя на Луне? Не только сама производительность вычислений, но и стабильность, энергопотребление и другие параметры.
Нужно было сначала изготовить образец.
При возможностях Apollo Tech, как только у них появлялся образец, его можно было отправить на Луну для испытаний. Лунная инфраструктура уже была готова: энергия обеспечена, теневые зоны исследованы, можно проводить испытания в любой момент. Всё было готово, не хватало только последнего шага.
— Инженер У, как у вас дела? — Линь Жань тоже следил за этим проектом, примерно раз в неделю проводя совещание с технической командой, сформированной из сотрудников Huawei и Apollo Tech в пропорции примерно 7:3.
Инженер У был руководителем этой технической команды, старшим инженером полупроводникового направления Huawei, уступающим по рангу только Лян Мэнсуну.
Первый месяц: — Профессор, мы начали с FeSe. В объёмном состоянии FeSe — полупроводник с критической температурой Tc всего 8 К, но монослойная плёнка за счёт интерфейсных эффектов может повысить этот показатель до 109 К. Вакуум на Луне идеально подходит для MBE-роста, исключая окисление, — доложил инженер У.
Исследователи команды в защитных очках работали с оборудованием: сначала нагревали подложку SrTiO3 до 600°C, очищали поверхность; затем контролировали скорость испарения источников железа и селена — интенсивность пучка атомов железа составляла 0,1 монослоя в минуту, с избытком селена для соблюдения стехиометрии. В процессе роста инженер У периодически корректировал параметры:
— Следите за температурой подложки. Перегрев приведёт к несоответствию решёток и ослабит электрон-фононную связь. Целевая толщина — около 0,5 нм, один атомный слой.
После выращивания первого образца они проверили кристаллическую структуру с помощью рентгеновской дифракции (XRD): пики показывали хорошую эпитаксию, но измерение сопротивления в жидком азоте (77 К) дало температуру перехода в сверхпроводящее состояние Tc всего 50 К — намного ниже ожидаемого.
Второй месяц: — Я думаю, дело в дефектах вакансий селена, из-за которых реконструкция поверхности Ферми неполная. Инженер У, попробуйте добавить этап отжига — нагрейте до 400°C в вакууме, чтобы усилить перенос заряда на границе раздела, — посоветовал Линь Жань. — Думаю, интерфейсный эффект будет ключевым. Полярные слои SrTiO3 индуцируют двумерный электронный газ, повышая Tc.
Это было связано с одной статьёй в Nature 2014 года, в которой упоминалось, что в системе FeSe/SrTiO3 можно использовать интерфейсный эффект для повышения Tc с 8 К до выше 100 К.
Команда провела три итерации, меняя соотношение селена к железу с 6:1 до 8:1, и на четвёртом образце увидела прогресс: XRD показал острые пики, что свидетельствовало об идеальном соответствии решёток.
Только на третьем месяце забрезжил первый свет. Используя легирование кислородом под высоким давлением, они вызвали искажение решётки плёнки FeSe: параметр оси a увеличился с 3,76 до 3,78, усилилась электрон-фононная связь. В моделировании Tc достигла 105 К.
— Я знаю, вы все рады, но этого пока недостаточно. Нужно продолжать оптимизацию, — сказал Линь Жань. — Радиационная среда на южном полюсе Луны будет мешать куперовским парам, но низкая температура подавляет тепловой шум. Нужно интегрировать радиационный экранирующий слой — использовать легированный бором алмаз (BDD) в качестве буфера. Хотя Tc у BDD всего 11 К, его широкая запрещённая зона может блокировать космические лучи.
Они начали эксперименты по легированию: в камеру MBE подавали пучок кислорода при давлении 10−6 Торр, уровень легирования 0,1–0,2 атомных процента.
Для испытаний использовали четырёхзондовый метод измерения зависимости сопротивления от температуры: при охлаждении от 300 К в гелиевом криостате сопротивление резко падало до нуля около 110 К; измерения магнитной восприимчивости подтверждали эффект Мейснера; критическая плотность тока Jc достигала 105 А/см2.
— Профессор, анализ неудачных образцов показывает, что кластеры кислорода вызывают фазовое разделение, — доложил инженер У.
Линь Жань на мгновение задумался:
— Можно попробовать отрегулировать энергию кислородного пучка?
Они изменили энергию пучка с 5 эВ до 3 эВ для оптимизации однородности.
На четвёртый месяц команда наконец изготовила второй образец: чип размером 5×5 см с металлическим блеском на поверхности, интегрированный с экранирующим слоем BDD толщиной 2 мкм. При испытаниях в жидком азоте сопротивление падало до нуля, чип мог выполнять простые алгоритмы ИИ: обрабатывал умножение матриц 100×100 с эффективностью на 500% выше кремниевых аналогов, без теплового накопления.
Вся команда была на подъёме — по крайней мере, теперь было ясно, что этот путь работает. На уровне материалов это был способ превзойти кремний.
«На Земле мы не можем обогнать NVIDIA в краткосрочной перспективе, так что давайте смотреть на звёзды», — подумал Линь Жань.
Когда боевой дух команды поднялся, Линь Жань предупредил: — Это пока только наземные испытания. Микрогравитация на Луне влияет на напряжения в плёнке, нам нужно смоделировать вакуумную дегазацию.
На шестой месяц команда провела финальную верификацию в вакуумной камере.
Лаборанты в перчатках аккуратно помещали образец в испытательный стенд. Все затаили дыхание — кто-то ждал снаружи, кто-то в офисе: это был последний шаг. Если он пройдёт — образец отправится на Луну.
— Запускайте симуляцию! — скомандовал Линь Жань.
В камере создали вакуум 10−7 Торр, температуру снизили радиационным охлаждением до 100 К, лунную радиацию моделировали бомбардировкой протонами интенсивностью 1010 частиц на квадратный сантиметр в секунду. Чип подключили к тестовой схеме ИИ: загрузили модель свёрточной нейронной сети для обработки симулированных лунных изображений.
На экране сопротивление оставалось нулевым, частота ошибок вычислений <0,1%, Jc снизилась под воздействием радиации всего на 5%.
— Директор Лин, он стабилен! Интерфейсная сверхпроводимость FeSe прекрасно сохраняется в вакууме, экранирующий слой поглощает 80% излучения, куперовские пары не разрушены, — взволнованно воскликнул лаборант.
От неудач к успеху — всего полгода.
Такая скорость вызвала бы гордость у кого угодно.
И они создали не просто демонстрационный образец, а полноценный чип, способный выполнять вычисления алгоритмов искусственного интеллекта — это на порядки сложнее базового прототипа.
Линь Жань улыбнулся и зааплодировал. Это было по-настоящему оригинальное достижение — не подражание кому-то, а путь, по которому никто не ходил раньше.
Кстати, по сравнению с прорывом в фотоэлектрике, где исследователей держали изолированно, Линь Жань пользовался гораздо большей свободой и одновременно курировал множество направлений. С точки зрения разных проектов, его способности проявлялись по-разному. В фотоэлектрической группе молодые учёные восхищались его математическим даром — умением «взламывать» задачи, сводимые к математическим моделям, благодаря решению уравнений Навье-Стокса. А в проекте сверхпроводящего чипа инженер У поражался его эрудиции — казалось, Линь Жань читал все статьи, хоть сколько-нибудь связанные с темой, и мог о каждой рассказать, а его предположения неизменно оказывались верными, что порождало безоговорочное доверие команды и ускоряло работу далеко за рамки ожидаемого.
Следующие полгода испытания этого чипа продолжались: при наложении магнитного поля до 5 Тл Tc сохранялась на уровне 105 К, что соответствовало предсказаниям теории Гинзбурга — Ландау для верхнего критического поля Hc2 ∼ Tc^1,5. При колебаниях температуры в ±5 К чип оставался стабильным, без признаков деградации. С интеграцией системы отвода тепла с сублимацией водяного льда, при тепловом потоке <1 Вт/см2, чип продолжал стабильно работать.
***
Линь Жань имел аккаунты во всех крупных социальных сетях. Входящие сообщения были самыми разными — от просьб о деньгах до предложений стать мужем или любовником, от «я решил великую теорему Ферма» до «я доказал гипотезу Гольдбаха» — бесчисленное множество. Линь Жань не читал личные сообщения и редко что-то публиковал.
Пользователи подшучивали: каждый его пост вызывает землетрясение.
На этот раз, как и всегда, новое видео Линь Жаня появилось в сети без предварительного анонса.
Видео было без фоновой музыки, на удивление тихое.
Камера отдалялась от голубой дуги Земли, пронзала черноту космоса и устремлялась к кратеру Шеклтона на южном полюсе Луны. В кадре — вечная тень, полная тьма, рядом термометр показывал «100 К». В объективе появился чип, различимый невооружённым глазом.
Затем камера переключилась на лабораторное оборудование: гудела камера MBE, атомы железа и селена испарялись, слой за слоем осаждаясь на подложку SrTiO3, формируя монослойную плёнку FeSe.
Кадры мелькали, показывая процесс разработки — без параметров, профессионалы могли уловить лишь общую картину.
Сцена испытаний: в вакуумной камере температура падает до 100 К, протонный пучок с энергией 1 МэВ бомбардирует образец; на мониторе бегут данные.
Затем кадр сменялся запуском ракеты, чип прибывал на луноходе в кратер Шеклтона.
Выложив видео, Линь Жань опубликовал пост:
«Испытания сверхпроводящего чипа прошли идеально, скоро он отправится на Луну».
А следом ещё один:
«Кстати, в этой лунной миссии будет три места для астронавтов, и мы планируем открыть одно из них. Кто хочет поехать? Я сам лично отправлюсь. Если хотите отправиться на Луну и стать свидетелями чуда вместе со мной — свяжитесь с нами.
P.S. Это недешёвое удовольствие, соразмеряйте свои возможности».

Комментарии

Загрузка...