Новости Hi-Tech

Процессорный мегазапуск Intel — пополнение рядов

За последние две недели компания Intel анонсировала выпуск целых 35 процессоров практически во всех сегментах: десктопном, мобильном и ультра мобильном (процессоры Intel Xeon Scalable второго поколения для серверов были запущены чуть ранее). Чтобы не привставать несколько раз, мы решили свести все новинки в один пост. Под катом — обзорные таблички с основными характеристиками, краткая информация о новом функционале, а также новость, которая заинтриговала нас самих.

Хронологически первыми появилась информация о четырех новых процессорах Amber Lake Y (в молодости носивших имя Core m) — это еще восьмое поколение. Они по-прежнему позиционируются как «Core для самых маленьких», имеют малую частоту и количество ядер, а TDP у всех новинок составляет всего лишь 7 Вт.

	Базовая частота, ГГц	Макс. частота одного ядра, ГГц	Ядер / потоков	Кеш, Мб
i7-8510Y	1.8	3.9	2.4	4
i7-8500Y	1.5	3.9	2/4	4
i5-8310Y	1.6	3.9	2/4	4
i5-8210Y	1.6	3.9	2/4	4

Немного позже были анонсированы шесть процессоров девятого поколения Coffee Lake Refresh для производительных ноутбуков и рабочих станций Intel Core i5-i9 с индексом Н.

	Базовая частота, ГГц	Макс. частота одного ядра, ГГц	Ядер / потоков	Кеш, Мб
i9-9980HK	2.4	5.0	8/16	16
i9-9880H	2.3	4.8	8/16	16
i7-9850H	2.6	4.6	6/12	12
i7-9750H	2.6	4.5	6/12	12
i5-9400H	2.5	4.3	4/8	8
i5-9300H	2.4	4.1	4/8	8

Все процессоры имеют TDP 45 Вт, поддерживают память DDR4-2666. Флагман нового семейства — модель Intel Core i9-9980HK, единственная, имеющая разблокированный множитель и одна из двух, наряду с i9-9880H, обладающая функционалом Thermal Velocity Boost (TVB).

Чуть подробнее о Thermal Velocity Boost

Вместе с шестью указанными выше процессорами были представлены модели Coffee Lake Refresh для настольных ПК — сразу 25 штук: Intel Core i9, i7, i5, Celeron и Pentium Gold. Больше всего новинок в среднем и низшем ценовом сегменте. Характеристики плавно убывают сверху вниз — все это нам также хорошо знакомо. Сведем в табличку по одной модели из каждой группы.

	Базовая частота, ГГц	Макс. частота одного ядра, ГГц	Ядер / потоков	Кеш, Мб
i9-9900	3.1	5.0	8/16	16
i7-9700	3.0	4.7	8/8	12
i5-9600	3.1	4.6	6/6	9
i3-9350K	4.0	4.6	4/4	8
Pentium G5620	4.0	-	2/4	4
Celeron G4950	3.3	-	2/2	2

Новые процессоры органично расположились среди уже выпущенных в свет моделей и не отличаются от них по функционалу. Теперь семейства Amber Lake и Coffee Lake можно считать полностью сформированными. Занесем это в протокол и оставим для памяти.

Что же касается ближайших планов, то есть любопытная информация. Она неофициальна — такую мы в блоге принципиально не публикуем. Но обратить ваше внимание вполне имеем право. В статье портала NotebookCheck приводятся таблицы с характеристиками будущих мобильных процессоров Intel семейств Comet Lake-G и Comet Lake-U — они должны увидеть свет в конце года. Сразу бросаются в глаза странные индексы (типа Intel Core i7-1065G7) и необычно малые базовые частоты. Видели ли вы когда-нибудь Intel Core с частотой меньше 1 ГГц? Это все очень интересно — ждем официального повода для разговора.

 

Создан полностью резиновый компьютер для полноценного управления мягкими роботами

обот полностью, включая вычислительную схему, изготовлемягких материалов.

Иллюстра. Preston, P. Rothemund, H.J. Jiang, M.P. Nemitz, J. Rawson, Z. Suo, G.M. Whitesides/перевод Вести.Наука.

Робот принимает решение о нырке и выныривании, пользуясь пневматическим компьютером.юстрация D.J. Preston, P. Rothemund, H.J. Jiang, M.P. Nemitz, J. Rawson, Z. Suo, G.M. Whitesides.

Инженеры из Гарвардского университета создали компьютер, состоящий из резины, вычисления в котором выполняются при помощи потоков воздуха. Столь экзотическим "мозгом" они предлагают оснащать мягких роботов.

Расскажем о том, как возможно этакое чудо.
Широко известно, что компьютеры представляют любую информацию в виде комбинаций нулей и единиц. Вычисления в ЭВМ реализуют так называемые логические элементы. Чтобы собрать компьютер, способный выполнить любую программу, достаточно элементов трёх типов: И, ИЛИ и НЕ.
Элемент НЕ имеет один вход и один выход. Получив на вход 0, он выдаёт 1, и наоборот. Таким образом, значение на выходе всегда не такое, как на входе, чем и объясняется его название.
Элемент ИЛИ имеет два вход и один выход. Он выдаёт 1, если хотя бы на один из входов была подана единица, и 0 в противном случае. Таким образом, на выходе будет 1, если 1 был на первом или на втором входе.
Наконец, элемент И также имеет два входа и один выход. Он выдаёт 1, если на оба входа была подана единица, и 0 в противном случае. Таким образом, на выходе будет 1, если 1 был на первом и на втором входе.
Вот эти-то три универсальных "кирпичика" и реализовали исследователи с помощью резины и воздушных потоков. Например, элемент НЕ создаёт высокое давление воздуха, получив на вход низкое, и обратно.

"Мы эмулируем "мыслительный процесс" электронного компьютера, используя только мягкие материалы и пневматические сигналы, заменяя электронику сжатым воздухом", – говорит Дэниэл Престон (Daniel Preston), первый автор статьи, принятой в журнал PNAS.

Из таких логических элементов исследователи собрали "мозг" для мягкого робота-ныряльщика. Источником энергии для него служит запас воздуха, находящегося под давлением в миниатюрном воздушном шаре. Предоставленный сам себе, робот постоянно ныряет и выныривает. Низкое давление на поверхности служит для него командой к погружению, а высокое давление на дне сосуда с водой – сигналом к всплытию. Кроме того, он может погрузиться или всплыть по команде оператора.

Робот полностью, включая вычислительную схему, изготовлен из мягких материалов.

Иллюстрация D.J. Preston, P. Rothemund, H.J. Jiang, M.P. Nemitz, J. Rawson, Z. Suo, G.M. Whitesides/перевод Вести.Наука.

К слову, эта разработка – не первая, в которой электронные вычисления заменены пневматическими. Например, имеются системы, где вычисления производятся потоками жидкости. Однако новинка имеет ряд преимуществ.
Во-первых, она отличается от своих аналогов быстродействием. Этому способствуют широкие каналы для подачи воздуха (около миллиметра в диаметре). Во-вторых, устройство не требует нагнетания воздуха в состоянии покоя. Это серьёзно повышает автономность робота.
Разумеется, подобная модель предназначена только для демонстрации работоспособности концепции. В будущем, как надеются инженеры, появятся роботы без электронных частей, способные на более сложные операции.
Такие роботы будут безопаснее, если будут работать на производстве (ведь они полностью мягкие). Кроме того, они легки, устойчивы к коррозии и могут быть дешевле своих "жёстких" аналогов.
Кроме того, подобный робот в воздухе может быть невидим для металлоискателей и радаров, а в воде – для гидролокаторов. Такая перспектива может весьма заинтересовать военных.

"Это просто вопрос выбора правильных материалов", – отмечает Престон.

Однако вряд ли подобные разработки полностью заменят электронных роботов. В современных процессорах порядка миллиарда логических элементов, что и позволяет компьютерам быстро решать сложные задачи. Особенно требовательны к вычислительной мощности системы искусственного интеллекта, способные к самообучению. А без них никак не обойтись роботу, выполняющему действия, напоминающие человеческие.
Понятно, что когда размер логического элемента измеряется миллиметрами, а не нанометрами, робот приемлемых размеров сможет иметь лишь очень примитивный "мозг". Кроме того, электронные схемы работают гораздо быстрее и имеют больший КПД.
Вероятно, до тех пока инженеры не научатся уменьшать резиновые логические элементы до микроскопических размеров, стандартом в индустрии мягких роботов останутся системы с мягкими "телами" и обычной электронной начинкой, спрятанной глубоко внутри них.
К слову, "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о новых гибких системах, способных бережно поймать и отпустить живую рыбу, помочь с бытовыми заботами и "взять под опеку" сердце во время хирургической операции.

 

Создан мобильный телефон без батареи

Пока устройство работает только на расстояние 15 метров от базовой станции, которая подключает телефон к цифровой сети. Но, как считает создатель телефона без батареи, его разработку ждет большое будущее.

Инженер Вамси Талла из лаборатории Вашингтонского университета в Сиэтле (США) создал первый телефон, который работает без аккумуляторной батареи. Он работает по принципу обратного рассеивания, отражающего радиоволны для связи.

Вамси Талла в течение многих лет работал над созданием устройства. Он понимал: чтобы обходиться без батареи, телефон должен полагаться на энергию, которую он мог бы «собрать» вокруг. Для осуществления звонков устройство использует аналоговый, а не цифровой принцип, чем-то напоминая шпионские технологии. К слову, на создание телефона без батареи инженера вдохновили советские шпионские жучки времен холодной войны. Эти устройства активировались лишь радиоволнами определенной частоты.
Технология телефона без батареи использует некоторые удаленные компоненты для экономии питания устройства. На базовой станции работает метод преобразования и подключения устройства к цифровой сети посредством Skype. Пока телефон работает только на расстояние 15-ти метров от станции.
По словам Талла, до того момента, как телефон поступит в производство, еще очень далеко. Сейчас прототип достаточно простой: у него есть сенсорная цифровая панель и крошечный LED-дисплей, которая светится, когда нажата определенная клавиша. Для большого сенсорного экрана потребуется около 400 милливатт — в сто тысяч раз больше, чем сейчас использует телефон Талла.
Кроме того, пока телефон обеспечивает лишь плохое, прерывистое соединение. Чтобы переключаться между режимами прослушивания и разговора, нужно постоянно нажимать кнопку. Однако оно все-таки работает, и это можно считать прорывом, говорят сотрудники издания Wired.

Российский квантовый компьютер обойдется в 750 млн рублей

Первый российский квантовый компьютер будет создан совместными усилиями госкорпорации «Росатом», Министерства образования и науки РФ и Фонда перспективных исследований. В его разработку вложат 750 млн рублей, сообщает ТАСС.

Соглашение уже подписано

Организации 28 апреля подписали соглашение о создании совместных лабораторий, а также утвердили дорожную карту проекта «Создание технологии обработки информации на основе сверхпроводящих кубитов». Его конечная цель – создание первого российского квантового компьютера.
Проект рассчитан на 3,5 года. Известно также, что на создание вузах-исполнителях (МИСиС, МФТИ, НГТУ) инфраструктуры, необходимой для постройки компьютера нового типа, выделят 210 млн рублей.

Фото: UDA / Flickr / CC-BY-2.0

Кто заплатит

Основным инвестором проекта выступит Фонд перспективных исследований – он вложит 340 млн рублей в проведение научных изысканий. Ещё 200 млн направит на создание квантового компьютера госкорпорация «Росатом» - эти средства пойдут на дооснащение лаборатории ВНИИА им. Н.Л. Духова специальным экспериментальным и технологическим оборудованием.

Перспективы и сроки

Результаты создания квантового компьютера будут вестись и по завершении основной части проекта. К 2030 году авторы идеи ожидают получить результаты, которые станут основой революционных достижений в сфере криптографии, современного материаловедения, задач оптимизации. Квантовый компьютер также будет задействован в решении задач экономической и оборонной отраслей.
Работами руководит заведующий лабораторией сверхпроводимости Института физики твердого тела РАН Валерий Рязанов. Основным потребителем результатов проекта станет «Росатом».

Компании Hitachi-Maxell удалось увеличить в два раза емкость литий-ионных аккумуляторных батарей

Недавно представители японской компании Hitachi-Maxell Ltd объявили об окончании разработки новой технологии производства литий-ионных аккумуляторных батарей. Использование специального материала на основе кремния для изготовления отрицательного электрода позволяет поднять в два раза показатель плотности хранения энергии, кроме этого, новые батареи способны работать в более жестких режимах эксплуатации, нежели батареи предыдущего поколения. Первые образцы новых батарей будут продемонстрированы представителями компании Hitachi-Maxell на выставке 2-nd Wearable Expo, которая будет проходить в Токио 13-15 января 2016 года.

Новая технология получила название ULSiON, ее основу составляет новый материал SiO-C, который представляет собой основу из оксида кремния SiO, покрытую слоем углерода. Специальная гранулированная структура материала кремниевого основания позволяет значительно уменьшить величину сокращения или увеличения объема материала в процессе заряда и разрядки аккумулятора, что является большой проблемой, приводящей к постепенному разрушению отрицательного электрода аккумуляторных батарей.

"Использование нового материала позволило нам создать компактные литий-ионные аккумуляторы, ширина которых составляет 13 миллиметров. При этом, емкость этих аккумуляторов в два раза превышает емкость аналогичных по размерам батарей предыдущего поколения" - пишут представители компании Hitachi-Maxell.

Кроме увеличения емкости, новая технология позволяет аккумулятору сохранять работоспособность в большем диапазоне рабочего напряжения. Напряжение отсечки, минимально допустимое напряжение разряда батареи, составляет у нового аккумулятора 2.0 В, что придает ему некоторое дополнительное количество электрической емкости. Кривая тока разряда у литий-ионного аккумулятора с новым отрицательным электродом более плавна даже в районе низкого напряжения и это обеспечивает высокую эффективность его работы во всем диапазоне напряжений.

Основной областью применения аккумуляторов ULSiON станут, конечно же, смартфоны, планшетные компьютеры и другая портативная электроника. Однако, компания Hitachi-Maxell планирует начать выпуск малогабаритных аккумуляторов относительно небольшой емкости, таких, как показаны на снимке, которые предназначены, в первую очередь, для питания встраиваемых, носимых электронных устройств и малопотребляющих устройств, относящихся к классу так называемого Интернета Вещей.

Песочница дополненной реальности

Это удивительная песочница представляет собой интерактивный инструмент для обучения детей. Создавая своими руками ландшафты из песка, маленькие демиурги сразу же получают горы, ущелья, вулканы, долины и реки.

 

Создан материал, позволяющий свету двигаться с бесконечно большой скоростью

Исследователи из Гарвардского университета заявили о создании способа управления светом на наноуровне, который может привести к созданию фотонных телекоммуникаций (вместо современных электронных). Как сообщается, команда исследователей разработала метаматериал из кремниевых опор, заключённых в полимер и обёрнутых золотой плёнкой, которая снижает коэффициент преломления до нуля. Говоря русским языком, это означает, что световая волна может проходить этот материал со скоростью, стремящейся к бесконечности, при этом не нарушая известные законы физики.

Как такое может быть? Свет, проходящий через этот метаматериал, всё равно движется со скоростью 299 792 458 метров в секунду, являясь самой быстрой вещью во Вселенной. Тем не менее скорость света можно также измерить скоростью его волны — скоростью, с которой перемещаются пики световой волны. Скорость волны света показывает, насколько она растянута (или сжата) при движении света сквозь материю. К примеру, если вы пропустите луч света сквозь воду, световая волна немного «сожмётся» из-за того, что плотность жидкости больше плотности атмосферы Земли. И наоборот, если вы посветите фонариком со дна бассейна, длина его волны растянется, как только свет достигнет поверхности. В описанном случае коэффициент преломления равен 1,3.

Теперь, когда у нас есть материал с коэффициентом преломления, равным нулю, начинают происходить странные вещи. Когда свет проходит сквозь такой материал, его волна бесконечно растягивается, создавая прямую линию, где осцилляции происходят во временных промежутках, а не пространственных. Такое «распрямление» волны света позволяет легко управлять светом без потерь энергии. Промышленный потенциал открытия — от телекоммуникаций до квантовых компьютеров — практически бесконечен.

«В квантовой оптике мы сможем заставить квантовые эмиттеры выпускать фотоны, которые всегда находятся в одной фазе, — говорит Филипп Муноз, один из авторов исследования. — Применение нашего материала также поможет управлять запутанностью между квантовыми частицами, поскольку световые волны будут распространяться максимально эффективно».

Тем не менее пока неизвестно, когда эта революционная технология покинет стены лаборатории и начнёт использоваться на практике.

Российский суперкомпьютер ТГУ станет в полтора раза мощнее

Мощность суперкомпьютера, используемого для проведения высокоточных научных исследований, увеличится в полтора раза – с 63,7 до 100 терафлопс. Это позволит ему выполнять порядка 100 триллионов операций за одну секунду.

По словам директора Межрегионального супервычислительного центра ТГУ Сергея Орлова, после усовершенствования вычислительной машины общее количество вычислительных ядер возрастет до 6,5 тысяч с 5,5 тысяч, при этом оперативная память составит 18 терабайт.

Ученые уверены, что новые возможности суперкомпьютера откроют для исследователей новые горизонты для научных изысканий.

 Ученым удалось «остановить» свет

Свет является необычайно полезным инструментом для квантовой коммуникации, однако у него есть один огромный недостаток: свет, как бы это не звучало, движется со скоростью света, а также не имеет устойчивого состояния. Однако ученым удалось сделать невероятное: замедлить его до приемлемых 180 км/ч (даже Tesla ездит быстрее), остановить полностью, а потом снова к нему же вернуться, как это бывает с сохранением файла на информационном носителе и последующим его запуском.

Исследователи Венского технического университета из Австрии показали, что данные процессы возможны не только в квантовых системах, но и в обыденной жизни. Более того, для воссоздания данного процесса нет необходимости создавать революцию химической промышленности или использовать дорогостоящие материалы — эксперимент удалось провести благодаря оптоволокну, которое сделано из стекла.
При объединении со стекловолокном, свет замедлялся до 180 км/ч, что стало возможным из-за «чрезвычайно сильного взаимодействия между светом и материей». Как известно, в вакууме свет распространяется со скоростью около 300 миллионов метров в секунду, а при его прохождении через, например, стакан с водой, скорость незначительно замедляется. За счет значительного усиления данного эффекта, эксперимент удался.
Как поясняют в университете, атомы цезия соединены с ультратонкими волокнами, а при прохождении лазерного излучения происходит поглощение, обеспечивая переход из состояния «низкой энергии» в состояние «высокой энергии». Однако контроль над данными структурами пока не был получен. Потому экспериментаторы использовали дополнительный контрольный лазер, который позволил объединить состояние «высокой энергии» в третий уровень состояния: «Взаимодействие между этими тремя квантовыми состояниями предотвращает от простого поглощения фотона и его случайного [неконтролируемого] выброса. Вместо этого квантовая информация фотона передается ансамблю атомов контролируемым образом и там его можно хранить в течение некоторого времени».

Через две микросекунды (около 500 м расстояния в вакууме) контрольный лазер использовался для запроса от атомов выделить свет обратно в стекловолокно. Свойства фотона оставались неизменными. Хранение фотонов является важным шагом на пути к квантовой связи, которую можно будет использовать на очень большие расстояния. К тому же, сейчас перехват такой информации невозможен физически, связь сохраняется только между отправителем и получателем, заверяют ученые.
Ученые со всего мира постоянно работают над созданием квантовых сетей, однако все эксперименты пока совершаются в очень сложных условиях, хотя использование света для передачи информации на большие расстояния периодически удается совершить. В данном же эксперименте важным преимуществом является использование уже эксплуатируемого оптоволокна. Тем не менее, перед учеными теперь стоит задача не только провести стресс-тесты, но и пройти дальше, научившись сохранять свет в первозданном виде на продолжительное время.

Технологии использования ДНК для долгосрочного хранения становятся немного ближе к реальности

В настоящее время исследователи из различных уголков земного шара занимаются поисками и разработками новых технологий долговременного хранения информации. Это связано с тем, что существующие носители информации, такие, как жесткие диски, оптические диски, flash-память и т.п. могут обеспечить сохранность информации на протяжении максимум 50-100 лет. Одним из альтернативных методов долговременного хранения информации является использование молекул ДНК в качестве информационных носителей. Однако, главным недостатком этого метода является достаточно высокий уровень ошибок, связанных с несовершенством используемых методов и временной химической деградации молекул, возникающих при определении последовательности (секвенсировании) генетического кода, содержащегося в ДНК.

Недавно исследователи из Швейцарского федерального технологического института (Swiss Federal Institute of Technology, ETH) в Цюрихе провели исследования, в ходе которых было решено некоторое количество основных проблем, связанных с хранением информации в ДНК, а найденные учеными решения позволяют уже сейчас реализовать методы свободного от ошибок хранения генетически закодированной цифровой информации. Дальнейшие же совершенствования разработанных учеными технологий позволят создать устройства хранения информации, способные надежно хранить ее в течение миллиона лет или около этого.

Первой решенной учеными проблемой стала проблема предотвращения химической деградации молекул ДНК. Для этого ученые поместили образцы генетического материала в полости сфер из разных материалов, в том числе и из кварцевого стекла, диаметр которых был равен 150 нанометрам. Для проверки качества герметизации и работы "упаковки" исследователи выдерживали запечатанную ДНК при температуре от 60 до 70 градусов по шкале Цельсия. Несколько недель хранения в таких условиях, с точки зрении интенсивности процессов химической деградации, эквивалентны сотням лет хранения генетического материала в нормальных условиях.

Проверка сохранности генетического материала, прошедшего процедуру ускоренного искусственного старения, показала, что только капсулы из кварцевого стекла смогли обеспечить целостность молекул ДНК, в которых сохранилась вся закодированная в них информация.

Вторая проблема, которую удалось решить швейцарским ученым, заключается в том, что любое существующее оборудование секвенсирования ДНК не дает абсолютно точных результатов. У любого такого оборудования имеется параметр, называемый абсолютной погрешностью, значение которого может отличаться на порядок и больше у простых и сложных установок, стоимость которых различается еще на большее количество порядков. Но и самые лучшие образцы устройств-секвенсоров неспособны обеспечить стопроцентную точность считывания генетической информации, что абсолютно неприемлемо для любых устройств хранения информации.

Для преодоления этой проблемы исследователи использовали очень старый прием, заключающийся в использовании корректирующего кодирования, содержащего избыточную информацию. Ученые использовали код Рида-Соломона (Reed-Solomon Code), который обеспечивает более надежную коррекцию ошибок, нежели код Хэмминга, использовавшийся в первых гибких, жестких и оптических дисках. Использование кода Рида-Соломона позволяет восстановить точные значения хранимых данных в случаях возникновения ошибок обоих типов, чтения или ошибок, связанных с химической деградацией молекул ДНК.

Как и любой другой самокорректирующийся код, код Рида-Соломона работает за счет наличия в наборе избыточных данных, которые позволяют определить и исправить возникшие ошибки. "Для того, чтобы определить кривую, к примеру, параболу, требуется только три точки" - рассказывает Райнхард Хекель (Reinhard Heckel), сотрудник Лаборатории коммуникационных технологий ETH Zurich, - "Мы добавили к этому еще две точки, для случая, когда одна любая точка потеряется или сместится со своей позиции".

 

Новая квантовая технология позволит создать кредитные карты, которые невозможно взломать

Исследователи из Нидерландов, разрабатывающие технологии борьбы с "кражами личности" и мошенничества с кредитными картами, произвели на белый свет нечто вроде "тяжелого оружия", новую систему обеспечения безопасности для кредитных карт и цифровых паспортов, которая использует некоторые из странных эффектов квантовой физики. Основой технологии, получившей название безопасной квантовой аутентификации (quantum-secure authentication, QSA), является нанесенная на карту или паспорт полоска специальных наночастиц, которая выступает в роли невзламываемого квантового ключа.

Кредитные карты, информация на которых закодирована при помощи магнитной полосы или заключена в памяти встроенного чипа, относительно несложно подделать и использовать в мошеннических целях. Пока хакер будет иметь возможность добраться до информации, заключенной в карте, она всегда может быть скопирована и клонирована на другую карту. Да и процесс "вопрос-ответ", используемый в существующих системах безопасности, также имеет ряд уязвимостей.

Квантовая система обеспечения безопасности QSA работает следующим образом, свет лазера, фотоны которого имеют определенные квантовые свойства, освещают наночастицы, находящиеся в нанесенной на карту полосе. За счет воздействия совокупности сложнейших квантовых процессов, суть которых может быть понятна лишь человеку, имеющему несколько ученых степеней в физике, квантовой физике и других смежных областях, создается уникальный образ отраженного света, в пределах которого одни и те же фотоны могут существовать сразу в нескольких местах одновременно. Этот образ и является уникальным идентификатором, который невозможно не только скопировать, но и увидеть без специализированного оборудования.

"Это похоже на случай падения 10 шаров для боулинга на землю, создающих одновременно 200 отдельных воздействий, ударов об землю" - рассказывает Пепиджн Пинкс (Pepijn Pinkse), ученый из университета Твенте (University of Twente), - "И даже снова взяв эти 10 шаров, абсолютно невозможно узнать, какой образ они создали на полу в момент их падения".

Несмотря на кажущуюся сложность разработанной технологии, ее реализация представляется возможной уже на нынешнем уровне развития технологий, науки и техники. И, быть может, что именно благодаря технологии QSA утеря паспорта или кредитной карты в недалеком будущем не будет иметь никаких последствий для их владельца.

Ученые-химики подтвердили существование еще одного вида химических связей

В начале 1980-х годов ученые-химики выдвинули предположение о том, что в определенных переходных состояниях система, состоящая из одного атома легкого химического элемента, зажатого между двумя атомами тяжелых элементов, может быть связана не силами Ван-дер-Ваальса, а некой "колебательной" связью, возникающей в результате колебательных движений легкого атома. Однако, несмотря на то, что поисками такого вида химической связи занимались несколько групп ученых, эти поиски закончились неудачно из-за нехватки подтверждающих экспериментальных данных, что, в свою очередь, было обусловлено несовершенством и малой точностью исследовательских методов квантовой химии.

А недавно группа, возглавляемая Йорном Манцем (Jorn Manz), ученым из Свободного университета в Берлине и университета Шаньси в Китае, объявила о том, что им удалось собрать все необходимые теоретические и экспериментальные данные, демонстрирующие существование устойчивых колебательных связей. Все эти данные были собраны в ходе ряда экспериментов реакции бромоводорода (BrH) с бромом (Br), в результате которой получился радикал BrHBr. Ключом, который обеспечил успех экспериментов, стало использование в реакциях различных изотопов водорода, в частности мюония (Mu), полученного из массивного мюонного гелия.

В ходе экспериментов ученые составили своего рода карту, на которой было отражено распределение поверхностной потенциальной энергии системы, некого энергетического "пейзажа" со своими возвышениями и впадинами, и распределение так называемой энергии нулевых колебаний (vibrational zero point energy, ZPE). Классические химические связи образуются с целью максимально возможного снижения потенциальной энергии системы. Однако, при определенных условиях снижения потенциальной энергии не происходит, а вместо этого снижается количество колебательной ZPE-энергии, в результате чего химическая система стабилизируется не традиционной, а колебательной химической связью, на что и указали данные составленной карты.

Для определения значений энергий и других величин ученые использовали множество приемов из области квантовой химии. Изучение поведения атомов, как квантовых частиц, показало, что атомы тяжелых изотопов, сцепляющиеся в трехатомное соединение, удерживаются при помощи сил Ван-дер-Ваальса. Однако, сверхлегкий атом мюония, участвующий в химической реакции вместо одного из тяжелых атомов, приводит к кардинальному изменению всей картины, несмотря на увеличение общей потенциальной энергии системы, она, эта система, стабилизируется и удерживается посредством колебательной связи.

"Получив стабильный радикал BrMuBr, мы показали первую химическую систему, связанную при помощи колебательной связи" - рассказывает Манц, - "Собранные об этом радикале данные указывают на необычную изотопную природу этого химического соединения. И именно эта необычная природа может послужить объяснением некоторых экзотических эффектов, которые оставались непонятными для ученых по нынешний день".

 

Новый тип "нанопористой" резистивной памяти позволит хранить терабайт данных на кристалле, размером с почтовую марку

Резистивная память с произвольным доступом (Resistive Random-Access Memory, RRAM) рассматривается специалистами в области информационных технологий в качестве наилучшего кандидата на звание компьютерной памяти следующего поколения. Хранение данных в ячейках резистивной памяти осуществляется за счет изменения сопротивления материала, а не электрического заряда. В состав структуры RRAM-ячейки входят два электрода, между которыми зажат слой особого диэлектрического материала, который меняет свое сопротивление в зависимости от полярности и значения электрического потенциала, приложенного к двум электродам. И основной проблемой, с которой сталкиваются исследователи, разрабатывающие различные типы RRAM-памяти, является поиск подходящего диэлектрического материала, свойства которого полностью удовлетворяют множеству жестких критериев.

Группа исследователей из университета Райс (Rice University), возглавляемая Джеймсом Туром (James Tour), занимаются проблемой RRAM-памяти с 2010 года. В качестве основного диэлектрического материала исследователи используют диоксид кремния (SiO2), и недавно им удалось совершить прорыв, разработав технологию формирования в слое диоксида кремния множества нанопор, токопроводящих нитей, которые выступают в роли отдельных ячеек RRAM-памяти из которых можно сформировать высокоплотный массив памяти.

"Наша технология является одной из немногих технологий, полностью удовлетворяющих каждому из требований широкомасштабного производства энергонезависимой памяти следующего поколения" - рассказывает Джеймс Тур, - "Процесс производства протекает при комнатной температуре, ячейки памяти имеют весьма низкое напряжение переключения и высокое соотношение значений сопротивления в различных состояниях. Ячейки не требуют расхода энергии при хранении информации, могут хранить до девяти бит данных на ячейку, обладают высокой надежностью и обеспечивают высокую скорость записи и чтения информации".

Ключевым моментом разработанной исследователями технологии является процесс изготовления тонкой пластины из пористого диоксида кремния, но не просто пористого, а имеющего упорядоченную структуру из этих пор. Имея в распоряжении такой материал, остается только нанести на его поверхность сетку из электродов, что делается достаточно просто, и такой подход позволяет избежать того, что так не любят делать все производители чипов - создавать вокруг границ массива ячеек памяти сложные схемы электронного управления.

На всем вышеперечисленном преимущества использования нанопористого диоксида кремния не заканчиваются. Ячейки памяти на основе нанопор выдерживают в 100 раз большее количество циклов записи-стирания, нежели ячейки памяти предыдущего варианта. Кроме этого, в каждой ячейке может храниться до девяти бит информации, что является самым большим показателем по отношению к другим типам памяти, включая и RRAM-память.

В настоящее время исследовательская группа работает над совершенствованием разработанной ими технологии в направлении ее ориентации на условия массового производства. Тем временем ведутся мероприятии по патентованию и разрабатывается план лицензирования технологии для компаний, занимающихся выпуском микросхем памяти, некоторые из которых уже проявили интерес к новому типу RRAM-памяти, разработанному исследователями из университета Райс.

 

Ученые вырастили искусственный "мозг", способный управлять симулятором реактивного истребителя F-22

Томас Демарс (Thomas DeMarse), профессор биоинженерии из Флоридского университета, и его коллеги вырастили в своей лаборатории искусственный мозг из клеток нервных тканей мозга грызуна. Это было сделано с целью подробного изучения процессов формирования нейронных сетей и произведения этими сетями различных видов вычислений. Но самым интересным оказалось то, как ученые проводили свои исследования, при помощи сетки электродов, внедренных в нервные ткани искусственного мозга, ученые обучили этот мозг управлять реактивным истребителем F-22 в специализированной программе-симуляторе.

"Мозг", выращенный группой профессора Демарса, состоит из 25 тысяч нейронов, находящихся в специальной чашке Петри. Слой нервных клеток, корковых нейронов, покрывает сетку из 60 электродов, связанных с персональным компьютером. При помощи этих электродов осуществляется двухсторонний обмен информацией и реализуются обратные связи между искусственным мозгом и программой-симулятором, выполняющейся на компьютеры. Сигналы, передаваемые от компьютера к мозгу, содержат информацию о скорости, положении, направлении полета виртуального самолета, а сигналы, передаваемые от мозга к компьютеру, преобразуются в команды управления самолетом, понятные программе-симулятору.

Во время проведения своих исследований, которые были начаты еще в 2004 году, группа профессора Демарса получила уникальную возможность непосредственного прослеживания процессов нервной деятельности и процессов формирования новых нейронных сетей, которые являются ответом мозга на процесс обучения. Все это без особого труда можно увидеть в примитивном искусственном мозге, находящемся в стеклянном лабораторном сосуде, но эти процессы практически невозможно изучать на мозге реального животного из-за его сложности и других проблем технического и биологического  плана.

Несмотря на то, что современные компьютеры могут выполнять последовательные вычисления со столь высокой скоростью и точностью, которые недостижимы для биологических вычислительных систем, к которым можно отнести и мозг живого существа, эти биологические системы могут выполнять быстро и эффективно некоторые задачи, такие, как распознавание образов, самообучение и т.п., которые не по зубам традиционным компьютерам. Исследования группы профессора Демарса направлены на совмещение всех самых положительных черт традиционных и биологических вычислительных систем.

"Если мы сможем досконально изучить алгоритмы, по которым биологические вычислительные системы выполняют сложнейшие задачи с высочайшей скоростью и эффективностью, мы сможем использовать эти знания при создании новых гибридных вычислительных систем, которым будут по плечу решение как и традиционных вычислительных задач, так и сложнейших задач, связанных с использованием интеллектуальной составляющей любой биологической системы" - рассказывает профессор Демарс, - "Вполне вероятно, что благодаря нашим исследованиям, действиями беспилотных аппаратов следующих поколений, выполняющих поставленные задачи в чрезвычайно опасных для живого человека условиях, будут управлять "полуживые" компьютеры, созданные на базе нейронных сетей из искусственно выращенных нервных тканей".
 

Физики создали твердый свет.

Группа исследователей из Принстонского университета начали проводить весьма интересные эксперименты со светом. Но вместо наблюдения за его невероятной скоростью, ученые решили его остановить, заморозив свет в кристалл. И речь сейчас идет не о том, что ученые поместили свет в кристалл, ученые скорее создали кристалл из света.

Процесс этот они провернули следующим образом: направили частицы света (фотоны) в одну точку и мгновенно их заморозили. Раньше такого никогда не делалось, а следовательно, затея исследователей может стать отправной точкой для создания новых экзотических материалов с удивительными и, возможно, даже странными свойствами.

Для своего эксперимента ученые сперва создали специальную структуру из сверхпроводимых материалов, содержащих 100 миллиардов атомов, которых они заставили вести себя как искусственные. После этого исследователи поместили «искусственные» атомы рядом со сверхпроводимым проводом, содержащим фотоны. Согласно законам квантовой механики, фотоны в проводе впитали в себя некоторые свойства находившихся рядом атомов. И хотя фотоны напрямую между собой не взаимодействуют, в этом случае они стали практически связанными между собой и стали вести себя как частицы.

Дариус Садри, один из исследователей, принимавших участие в эксперименте, рассказывает, как такое стало возможным:

«Мы использовали метод смешивания атомов и фотонов, чтобы подтолкнуть фотоны к взаимодействию между собой. Результатом этого взаимодействия стало появление полностью нового коллективного поведения для света, сродни фазам материи, таких как жидкости и кристаллы, какие изучаются физикой конденсированных сред».

В результате ученые получили своего рода твердый свет, где фотоны в пространстве находятся в замороженном состоянии. Полученные кристаллы сейчас очень маленькие, однако ученые надеются, что система, как и самые обычные кристаллы, начнет расти и со временем они смогут создавать новые интересные материалы, такие как супержидкости или изоляционные материалы, полностью состоящие из света. Правда, следует отметить, что ученые пока не придумали возможные способы их использования.

Исследователи разработали способ зарядки смартфонов при помощи звуковых колебаний

Относительно небольшая емкость аккумуляторов смартфонов является одной из основных проблем, связанных с их использованием. Нередко возникает ситуация, когда батарея полностью разряжается еще до конца дня. Решить эту проблему пытаются многие разработчики.
Так, группа исследователей из Queen Mary University of London разработала прототип устройства, генерирующего электроэнергию за счет окружающих звуковых вибраций, например, музыки, уличного шума или разговоров. Этот аппарат получил название «наногенератор». Он представляет собой тонкую пластиковую пластинку, на которую нанесены небольшие фрагменты оксида цинка. При растяжении или сдавливании пластинки, которые возникают в результате воздействия звуковых волн, осуществляется генерация электрического тока.

Данный прототип возник в результате развития идеи предыдущего исследования. В нем было выявлено, что эффективность солнечных ячеек возрастает при воздействии на них звуковыми вибрациями, особенно пронзительными звуками поп музыки. Однако в этом прототипе нет фотогальванических элементов, электричество в нем генерируются исключительно за счет воздействия звуком.
Как отмечают исследователи, наногенератор способен вырабатывать ток напряжением 5 В. Таким образом, он может использоваться для зарядки батарей смартфонов. При этом устройство является компактным и дешевым в производстве. Однако пока не сообщается, когда эта технология начнет использоваться в коммерческих масштабах.