Компьютер-Информ || Архив || Рубрики || Поиск || Подписка || Работа || О "КИ" || Карта
Новые технологии
Как сообщает журнал Nature, группа исследователей во главе с Полом Квиатом из университета Иллинойса в Урбана-Шампейне, используя квантовый компьютер на оптическом принципе, впервые продемонстрировали "противоречивые вычисления", получая информацию об ответе, не включая вычислительную машину.
Результат был получен при помощи двух спаренных оптических интерферометров, расположенных внутри третьего, и алгоритма поиска Гровера в неупорядоченной четырехэлементной базе данных. То есть, используя фотон в квантовой суперпозиции, ученые получали ответ, не запуская алгоритм поиска. Также они теоретически обосновали, как получить решение без старта вычислений при помощи эффекта Зено.
Трое ученых - Vlatko Vedral (Влатко Ведрал) из университета Лидса в Англии, Ариель Герейро (Ariel Guerreiro) из университета Порто в Португалии и Айрес Ферейра (Aires Ferreira) из Венского университета в Австрии - рассчитали, что фотоны света самого обычного лазера могут быть квантово-механически связаны с колебаниями макроскопического зеркала, вне зависимости от его температуры. Открытие показывает, что создать макроскопическое квантовое связывание не так сложно, как думали раньше, из чего следует, что работа квантового компьютера при комнатной температуре вполне возможна.
Связывание - это одно из наиболее таинственных и фундаментальных свойств квантовой механики, позволяющее частицам взаимодействовать более плотно, чем это описано законами классической механики. Если две частицы связаны, то, измерив состояние одной частицы, можно узнать состояние другой. Ранее полагалось, что при превышении определенной температуры связанность пропадает (этот эффект называется "декогерентность"). Теперь же ученые показали, что связанное состояние между фотонами лазерного пучка и фононами (квантово-механическое колебание кристаллической решетки) зеркала может существовать при высокой температуре. Фотоны и фононы взаимодействуют при помощи механизма "светового давления" при бомбардировке зеркала лазерным светом.
Если расчеты ученых подтвердятся экспериментом, то границы применения законов квантовой механики сильно расширятся, что, в свою очередь, даст дополнительные направления в исследованиях и развитии этой области науки.
Израильские ученые во главе с Итамаром Виллнером (Itamar Willner) из Еврейского университета в Иерусалиме (Hebrew University, Jerusalem) сконструировали молекулярный калькулятор, работающий на ферментах. Использовались два фермента - глюкоза дегидрогеназа (glucose dehydrogenase, GDH) и пероксидаза (horseradish peroxidase, HRP) - для запуска двух взаимосвязанных химических реакций. Два химических компонента - перекись водорода и глюкоза - использовались как вводимые значения (А и В). Присутствие каждого из химических веществ соответствовало 1 в двоичном коде, а отсутствие - 0 в двоичном коде. Химический результат ферментной реакции определялся оптически.
Ферментный компьютер использовали для проведения двух фундаментальных логических вычислений, известных как AND (где A и B должны быть равными единице) и XOR (где A и B должны иметь разные значения). Добавление еще двух ферментов - глюкозооксидазы (glucose oxidase) и каталазы (catalase) - связало две логические операции, дав возможность сложить двоичные числа, используя логические функции.
Ферменты уже используют при вычислениях, применяя специально закодированную ДНК. Такие ДНК-компьютеры потенциально способны превзойти по скорости и мощности кремниевые компьютеры, поскольку могут осуществлять множество параллельных вычислений и помещать огромное количество компонентов в крошечное пространство.
Но Виллнер говорит, что ферментный компьютер создан не ради скорости: для вычисления ему может потребоваться несколько минут. Скорее всего, он будет встраиваться в биосенсорное оборудование и использоваться для мониторинга и корректировки реакции пациента на определенные дозировки препарата.
Если такие счетчики встроить в живые клетки, то они смогут играть роль приложений, например, "умной" доставки лекарств, когда терапевтический агент создается там, где возникает проблема. Счетчики также обеспечивают биологический "предохранительный клапан", не дающий клеткам бесконтрольно разрастаться.
По материалам New Scientist
Лондонский и Швейцарский университеты опубликовали результаты своих исследований с лазерами, в результате которых им удалось сделать твердый предмет прозрачным под воздействием лазера. Эффект можно было наблюдать только в специальных лабораторных условиях и со специальным образцом из особого материала.
Как говорится в статье, ученые создали специальную кристаллическую сетку. При попадании лазера на кристаллы этой сетки свет не поглощался, а отражался от кристаллов на молекулярном уровне. В итоге материал становился прозрачным.
Теорию об атомах, которые при получении световой энергии затем излучают такие же кванты, создал Альберт Эйнштейн. По сути, необходимо добиться, чтобы при получении энергии от светового кванта, молекула вещества передавала такой же квант дальше.
Профессора Лондонского университета упоминают, что такой эффект достижим благодаря важной характеристике электрона в атоме - волновому движению. Ученые верят, что в будущем такая безопасная для здоровья замена рентгеновскому излучению позволит более точно изучить процессы, проходящие в человеческом теле, и заглянуть в доселе недоступные даже рентгену места, скрытые костной тканью.
Также ученые обнаружили, что достигнутый ими эффект позволяет уменьшить скорость света и в перспективе даст возможность остановить его. Это трудно представить, так как фотоны - частицы, существующие только во время движения. Но если такое станет возможно, то квантовые компьютеры станут еще более совершенными, чем мы себе можем вообразить. Представьте себе небольшое устройство, а внутри полость, в которой содержатся данные в световом формате.
В Университете Нотр-Дама получен "бестранзисторный" чип, который считают прототипом процессоров будущего: вместо полупроводниковых элементов логические операции в нем выполняют наномагниты, а сам "процессор" устроен по принципу "клеточного автомата", где новое состояние "клетки" определяется текущим состоянием соседей.
Чтобы изготовить чип, ученые нанесли тонкий слой ферромагнитного железно-никелевого сплава на никелевую подложку. Затем ненужный материал "вытравили" таким же способом, каким изготавливают обычные печатные платы. Оставшийся ферромагнетик состоял из отдельных "островов" диаметром 110 миллиметров, каждый из которых может быть перемагничен.
Ученые говорят, что производство подобных систем не слишком сложно - магнетики и особенности работы с ними давно освоены компьютерной индустрией, но в основном их используют в запоминающих устройствах. "Память" магнитных материалов разработчики считают одним из достоинств будущего процессора: он может сохранять собственное состояние в отсутствие электричества. Помимо этого, минимальный размер наномагнита может быть существенно меньшим, чем у "элементарного транзистора", а это ограничение считают главным препятствием для развития кремниевых процессоров.
Кроме того, "клеточная" архитектура предоставляет новые вычислительные возможности: с ее помощью можно воспроизводить такие природные процессы, как рост колонии бактерий, и осуществлять сверхстойкое шифрование. Именно с этим связывают развитие биокомпьютеров, а для практической реализации клеточных автоматов предлагалось использовать системы квантовых точек.
По материалам Wired News
Синтезировать искусственную ДНК будут с помощью Web-приложения, сообщает New Scientist. Сотрудники Университета Джона Хопкинса разработали программу GeneDesign, которая позволяет реконструировать гены, необходимые для синтеза заранее заданных белков, а также подсказывает наиболее удобный способ получения биомолекулы.
Кроме того, отмечают авторы программы, она способна самостоятельно находить "точки разреза" ДНК природного происхождения. Благодаря этому, новые молекулы можно получать, склеивая "естественные" и "искусственные" фрагменты. Биоинженеры говорят, что таким образом вскоре можно будет синтезировать хромосомы целиком и, в частности, воспроизводить уже расшифрованные геномы.
Способы воспроизводить ДНК вне организма сравнительно давно известны генетикам. Обычно для этого используется полимеразная цепная реакция - "дублирование" существующих фрагментов не слишком большой длины в присутствии ферментов. Полноценный синтез искусственной ДНК осуществили в 2000 году в Техасском университете с целью превратить ее в "первый синтетический организм" - бактерию SO1, однако последняя стадия эксперимента так и не завершилась ничем. Вскоре ученые получили в лаборатории "искусственного бактериофага" phiX174 - вирус с минимальным набором генов.
Генетики предполагают, что "программируемый синтез" ДНК, скорее всего, сделает эти задачи осуществимыми, но, вместе с тем, может оказаться востребован биотеррористами. "Каждая новая технология связана с шансом злоупотребить ею", - заметил Джеф Беке, один из авторов программы. По этой причине доступ к GeneDesign будет ограничен.
Как заявил координатор программы Future Combat Systems (FCS), ОС Linux станет "общей вычислительной средой" для разнообразных автоматических устройств, таких как беспилотные самолеты, боевые роботы и портативные лаборатории в армии США. В среде Linux собираются запускать специальные программы, которые предназначены для управления "армией будущего" и насчитывают около 35 млн строк исходного кода. Лучшей аппаратной платформой для "военной Linux" разработчики считают Intel-совместимые процессоры и чипы, на основе которых построено большинство персональных компьютеров. Согласно проекту FCS, первые испытания высокотехнологичных боевых систем пройдут в 2008 году. Тем не менее, отдельные "подсистемы", оснащенные Linux, уже были представлены командованию. Так, под управлением бесплатной ОС работает беспилотный военный грузовик компании iRobot, а также ряд роботов и коммуникационных устройств. Ядро ОС Linux распространяется бесплатно (по лицензии GPL, разрешающей вносить в код любые изменения) и поддерживается добровольцами, действия которых координирует создатель операционной системы Линус Торвальдс. Большая часть программного обеспечения для Linux также бесплатна и доступна вместе с исходным кодом.
По материалам Defence Industry Daily
Майкл Томас (Michael Thomas), изобретатель и владелец Colossal Storage, утверждает, что изобрел метод, позволяющий в миллион раз увеличить плотность записи информации на носители. Методом бесконтактной оптической спинтроники на 3,5" диск можно записать, по его словам, до 1,2 PB (то есть, почти 1,3 млн гигабайт).
Современная техника способна различать не только носители заряда (электроны и "дырки"), но и направление вращения отдельной частицы, или ее спин. Каждый электрон может вращаться в одну или в другую сторону, что соответствует двум альтернативным состояниям, применяемым в компьютерной технике для обозначения 0 и 1. Контролировать упорядоченное расположение спинов у электронов значит записывать информацию на машинном языке нулей и единиц. Возможность контролировать и считывать спин появилась в результате исследований свойств ультрафиолетовых лазеров, которые и могут быть использованы в устройствах чтения-записи.
Майкл Томас утверждает, что ждать осталось недолго, не более 5 лет до серийного производства, а цена конечных устройств не превысит $750.
60 лет назад в США был построен электронный вычислитель Electronic Numerical Integrator And Computer (ENIAC). Это не был первый компьютер в мире - он был, как минимум, четвертым, после немецкой Z3, британской Colossus и американской Atanasoff-Berry Computer (ABC). ENIAC выделялся размерами: весил 28 тонн, потреблял 140 кВт энергии и охлаждался авиационными двигателями Chrysler. Оборудование монтировалось в течение трех лет - с 1943 по 1945 годы Дж. П. Эккертом (J. P. Ekcert) и Дж. У. Мокли (J. W. Mauchly). ENIAC должен был использоваться в военных целях: для обработки данных, полученных при запусках ракет. Помимо баллистики, он применялся также для работ, связанных с проектированием водородной бомбы и анализом космических излучений.
При построении компьютера были использованы примерно 18 тыс. вакуумных ламп (по разным данным от 15 тыс. до 25 тыс.), 7 тыс. диодов и 70 тыс. резисторов. Строительство ENIAC обошлось почти в полмиллиона долларов. Сегодня весь ENIAC можно поместить в "ядро", площадь поверхности которого будет равна 9 мм2. Он использовал десятичную систему счисления. Кроме того, у него не было аналога нынешнего ОЗУ. Программирование проводилось вручную - путем изменения соединений между компонентами системы, что приводило к большим задержкам и вынуждало повторять вычисления из-за ошибок операторов. Машина была способна выполнить 385 умножений или свыше 5 тыс. сложений и вычитаний в течение секунды.
Примечательно, что скептики утверждали: такая громадина никогда не сможет функционировать правильно - прежде всего, из-за частых поломок входящих в его состав элементов. Разумеется, каждый день перегорали несколько ламп, выключавших некоторые фрагменты компьютера. Однако вскоре было установлено, что аварии возникают по причине включения или выключения машины. После того, как было принято решение оставлять ее в рабочем состоянии все время, число аварий снизилось до уровня 0,5 в день. Выключен ENIAC был за 15 минут до полуночи 2 октября 1955 года.
Ученые Токийского университета, Японского агентства по науке и технике и Йоркского университета провели удачный эксперимент по квантовому телеклонированию. Исследователям удалось создать копию лазерного пучка во время его квантовой телепортации.
Квантовая телепортация - это специфическая квантовая двухканальная передача информации о квантовом состоянии системы. Термин "квантовая телепортация" был введен в 1993 году. Перенос осуществляется за счет разделения информации на "квантовую часть" и "классическую часть" и независимой передачи этих двух компонент. Для передачи "квантовой части" используются характерная для квантово-запутанных частиц корреляция Эйнштейна-Розена-Подольского, а для передачи классической информации годится любой обычный канал связи. Полная передача информации осуществится только после того, как получатель будет обладать данными, полученными по обоим каналам. До того, как получен результат по классическому каналу, получатель ничего не может сказать об исходном состоянии.
Экспериментальная реализация квантовой телепортации поляризационного состояния фотона была осуществлена в США в 1998. Данная работа является прямым продолжением и расширением этого исследования.
На технологической конференции в г. Сан-Хосе инженеры компании IBM продемонстрировали, что новые возможности используемого в настоящее время для производства микросхем метода оптической литографии позволят отсрочить переход к более сложным и дорогостоящим технологическим процессам. С его помощью, информирует Physorg, удастся в три раза уменьшить размер элементов микросхем прямо сейчас.
Исследовательской группе IBM удалось создать высококачественную и самую маленькую по поперечным размерам линейную структуру с помощью метода литографии далеким ультрафиолетом (deep ultraviolet, DUV), применяемой в серийном производстве чипов. Линейные структуры имеют стабильную ширину 29,9 нм и располагаются в виде упорядоченных полос, расположенных параллельно на одинаковом расстоянии друг от друга. Это в три раза меньше, чем 90-нм структуры широко производимых в настоящее время серийно чипов и существенно лучше даже мирового рекорда на сегодняшний день - 45-нм микросхемы, представленной компанией Intel. Более того: считалось, что возможности оптической литографии ограничены размером 32 нм. Но этот рубеж уже удалось превзойти.
Исчерпание потенциала оптической литографии вынудило производителей микросхем поставить вопрос о необходимости перехода к радикально новому и гораздо более дорогому, а также мало изученному методу - так называемой литографии с использованием мягкого рентгеновского излучения (extreme ultraviolet, EUV). На смену привычным лазерам и линзовой оптике должны были прийти куда более экзотические элементы.
IBM создала комплекс интерференционной иммерсионной литографии NEMO (interference immersion lithography test apparatus). В нем для создания интерференционной картины (чередующихся темных и светлых полос) используется излучение двух лазеров. При этом полосы располагаются теснее, чем это возможно достичь используемыми в настоящее время методами.
Излучение лазеров попадает в жидкую среду с высоким показателем преломления, где вследствие ее оптических свойств становится возможным получить еще более "тонкую" картину. Разрешение метода иммерсионной литографии определяется показателями преломления последней линзы в оптической системе, жидкости, а также фоторезиста. В проводившихся на установке NEMO экспериментах использовались линзы с показателем преломления 1,6 и фоторезист с показателем преломления 1,7. Как сообщается, при этом использовались оптические элементы из кварца и органическая иммерсионная жидкость. Ученые IBM продолжают исследования с целью повышения показателей преломления до значения 1,9, что позволит создавать еще меньшие по размерам структуры, чем это стало возможным теперь.
Вопреки тотальному контролю США над системой доменных имен, правительство Китая ввело собственную систему DNS, поддерживающую имена на китайском языке. Власти КНР, таким образом, фактически создали национальный Интернет, доступный исключительно жителям Поднебесной.
C 1 марта в Китае действует новая система доменных имен (Domain Name System - DNS). Новая DNS будет поддерживать имена на китайском языке. В рамках новой системы будут созданы три новых временных домена верхнего уровня (TLD): .CHINA, .COMPANY и .NETWORK. Помимо этого, Министерство информационной индустрии Китая будет официально регистрировать имена в англоязычном домене (.CN).
При этом маршрутизация новых китайских TLD будет осуществляться не серверами мировой системы доменных имен, поддерживаемых ICANN, а напрямую китайскими внутренними серверами доменных имен. В результате будет создан национальный Интернет, доступный только жителям страны.
Помимо этого, с запуском новой китайской DNS будут добавлены 44 новых домена второго уровня (2LD). Как стало известно, ими станут 7 отраслевых доменов, 34 региональных домена для автономных регионов, провинций, муниципалитетов и специальных административных зон Китая, и 3 домена - .AC.CN, .GOV.CN, .MIL.CN - для академических, государственных и военных ресурсов.
Отметим, что, несмотря на попытки ООН обсудить возможность создания альтернативных контролирующих органов в Сети, в настоящее время полный контроль над системой корневых серверов DNS по-прежнему принадлежит США и ICANN.
Рубрики || Работа
|| Услуги || Поиск
|| Архив || Дни
рождения
О "КИ" || График
выхода || Карта сайта || Подписка
Рассылка анонсов газеты по электронной почте
Сайт газеты "Компьютер-Информ" является зарегистрированным электронным СМИ.
Свидетельство Эл 77-4461 от 2 апреля 2001 г.
Перепечатка материалов
без письменного согласия редакции запрещена.
При использовании материалов газеты в Интернет гиперссылка обязательна.
Телефон редакции (812) 718-6666, 718-6555.
Адрес: 196084, СПб, ул.Заставская, д.23, БЦ "Авиатор", 3-й этаж, офис 307
e-mail: editor@ci.ru
Для пресс-релизов и новостей news@ci.ru