Jump to content

Πληροφορική-Τεχν.Νοημοσύνη-Kβαντικοi υπολ.-Νανοτεχνολογία.


Προτεινόμενες αναρτήσεις

Πιο κοντά στους κβαντικούς υπολογιστές. :cheesy:

Ερευνητές από το πανεπιστήμιο της Οξφόρδης – αλλά και από την Ιαπωνία, τον Καναδά και τη Γερμανία – έχουν, για πρώτη φορά παραγάγει μαζικά 10 δισεκατομμύρια bits κβαντικής σύζευξης σε πυρίτιο. Έτσι, έκαναν ένα σπουδαίο βήμα προς ένα πραγματικό κόσμο κβαντικών υπολογιστών.

Το γεγονός ότι επετεύχθη στο πυρίτιο, τη βάση δηλαδή των τσιπ υπολογιστών, αναμένεται να έχει σημαντικές προεκτάσεις στην υπάρχουσα επιστήμη των υπολογιστών, σύμφωνα με τους ερευνητές που δημοσίευσαν το επίτευγμα τους στην επιστημονική επιθεώρηση «Nature».

«Η δημιουργία 10 δισεκατομμυρίων συζευγμένων ζευγών κβάντα στο πυρίτιο είναι ένα μεγάλο βήμα προόδου για εμάς» ανέφερε ο επικεφαλής της μελέτης John Morton από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης και προσέθεσε: «Χρειάζεται τώρα να συνδυάσουμε αυτά τα ζεύγη με τρόπο ώστε να δημιουργήσουμε έναν κβαντικό υπολογιστή πυριτίου».

Οι συμβατικοί υπολογιστές που βασίζονται στα bits μπορούν να εκτελέσουν μόνο μία πράξη την φορά. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι οι ταχύτατοι κβαντικοί υπολογιστές που βασίζονται στα qubits, θα μπορούν να βρίσκουν ταυτοχρόνως πολλές πιθανές λύσεις στο ίδιο πρόβλημα.

Η κβαντική σύζευξη ή διεμπλοκή είναι μια θεωρία σύμφωνα με την οποία τα υποατομικά σωματίδια μπορούν να είναι άρρηκτα συνδεδεμένα, και μια αλλαγή πχ στο σπιν του σε ένα τέτοιο σωματίδιο, θα είχε άμεση επίδραση στο αντίστοιχό του σωματίδιο, ακόμα αν τα χώριζε ένα ολόκληρο σύμπαν.

Για να επιτύχουν την κβαντική σύζευξη οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ισχυρά μαγνητικά πεδία και χαμηλές θερμοκρασίες προκειμένου να γίνει η διεμπλοκή μεταξύ του ηλεκτρονίου και του πυρήνα ενός ατόμου φωσφόρου το οποίο ήταν ενσωματωμένο σε έναν κρύσταλλο πυριτίου. Η διαδικασία εφαρμόστηκε παραλλήλως σε τεράστιο αριθμό ατόμων φωσφόρου. Το ηλεκτρόνιο και ο πυρήνας συμπεριφέρονται ως ένας μικροσκοπικός μαγνήτης – το σπιν – και το κάθε σπιν αντιπροσωπεύει μια μονάδα κβαντικής πληροφορίας. Εάν γίνει ο κατάλληλος χειρισμός τα σπιν μπορούν να αλληλεπιδράσουν.

«Το κλειδί για την επίτευξη της σύζευξης ήταν να ευθυγραμμίσουμε όλα τα σπιν χρησιμοποιώντας ισχυρά μαγνητικά πεδία και χαμηλές θερμοκρασίες» εξήγησε η Stephanie Simmons από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης που συμμετείχε στη μελέτη και προσέθεσε ότι «από τη στιγμή που το κατορθώσαμε, κάναμε τα σπιν να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας μικροκύματα και παλμούς ραδιοσυχνότητας σε καθορισμένους χρόνους». =D> =D> =D>

60320anillustrationofaphosphorusnuclearspinentangledwith.jpg.95abb77502e4c267143bd839a609d06e.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 3 εβδομάδες αργότερα...

Νανοφύλλα πάχους ενός ατόμου φέρνουν μια νέα εποχή. :cheesy:

Πρώτα ήρθε το γραφένιο, μια εξωτική μορφή του άνθρακα που έχει τη μορφή φύλλων, πάχους ενός μόνο ατόμου. Τώρα, Αμερικανοί ερευνητές ανακοινώνουν ότι δημιούργησαν δισδιάστατα φύλλα από μια πληθώρα άλλων υλικών, κατάλληλα μεταξύ άλλων για ηλεκτρονικά κυκλώματα και σούπερ μπαταρίες.

«Λόγω των εξαιρετικών ηλεκτρονικών ιδιοτήτων του, το γραφένιο τραβά όλη την προσοχή. Στην πραγματικότητα όμως υπάρχουν εκατοντάδες άλλα υλικά με στρωματική δομή που θα μας επέτρεπαν να δημιουργήσουμε νέες τεχνολογίες» δήλωσε η ρωσίδα Valeria Nicolosi του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης.

Η ομάδα της έφτιαξε «νανοφύλλα» πάχους ενός ατόμου, κατασκευασμένα από υλικά που σχηματίζουν τείνουν να διατάσσονται σε στρώματα, όπως το νιτρίδιο του βορίου, το διθειούχο μολυβδένιο και το τελλουριούχο βισμούθιο.

Οι επιστήμονες, εξηγεί η Nicolosi, προσπαθούν εδώ και δεκαετίες να δημιουργήσουν μονοατομικά φύλλα από αυτά τα υλικά, καθώς η διάταξη αυτή αποκαλύπτει τις ασυνήθιστες ηλεκτρικές και θερμοηλεκτρικές τους ιδιότητες.

Η νέα μέθοδος, βασισμένη σε κοινούς διαλύτες και παλμούς υπερήχων, είναι απλή, φθηνή, γρήγορη και κατάλληλη για βιομηχανική χρήση, επισημαίνουν οι ερευνητές.

«Από τις πολλές πιθανές εφαρμογές αυτών των νέων νανοφύλλων, η σημαντικότερη είναι ίσως η χρήση τους ως θερμοηλεκτρικών υλικών» αναφέρει σε ανακοίνωσή του ο Jonathan Coleman, συνεργάτης της Nicolosi από το Κολέγιο Trinity του Δουβλίνου.

Τα νέα υλικά θα μπορούσαν για παράδειγμα να χρησιμοποιηθούν σε συσκευές που δεσμεύουν και αξιοποιούν τη χαμένη θερμότητα από εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής, στα οποία οι απώλειες ενέργειας κυμαίνονται από 50 έως 70 τοις εκατό.

Θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν σε «υπερπυκνωτές», μπαταρίες νέας γενιάς που θα μπορούσαν για παράδειγμα να κινούν ηλεκτρικά αυτοκίνητα.

Δισδιάστατα φύλλα από διάφορα υλικά είχαν αναπτυχθεί και στο παρελθόν, βασίζονταν όμως σε χρονοβόρες, δαπανηρές και αναποτελεσματικές μεθόδους.

Η νέα τεχνική «προσφέρει χαμηλά κόστη, πολύ υψηλές αποδόσεις και πολύ υψηλό ρυθμό παραγωγής -σε διάστημα δύο ωρών, και με μόλις 1 χιλιοστογραμμάριο υλικού, δισεκατομμύρια επί δισεκατομμυρίων μονοατομικών φύλλων, που μοιάζουν με το γραφένιο, μπορούν να δημιουργηθούν ταυτόχρονα» επισήμανε η Nicolosi.

*Το Νόμπελ Φυσικής 2010 απονεμήθηκε σε δύο φυσικούς ρωσικής καταγωγής, τον Αντρέ Γκέιμ και τον Κονσταντίν Νοβοσέλοφ, ως αναγνώριση για τα «επαναστατικά τους πειράματα που αφορούν το δισδιάστατο υλικό γραφένιο»

t_graphene_117.jpg.dcb7419b0e4a7be05be1ca3f785896ee.jpg

t_konstantin_novoselov_198.jpg.7ce7cad268c4d4a530d6b84731a7dbe8.jpg

t_andre_geim_851.jpg.b7049ffd7007f04403d33ca1d61490f0.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Ο «αποθηκευτικός χώρος» της ανθρωπότητας υπολογίστηκε με νούμερα. :cheesy:

Οι επιστήμονες προχώρησαν σε έναν υπολογισμό της συνολικής τεχνολογικής ικανότητας του κόσμου, δηλαδή πόσες πληροφορίες είναι σε θέση να αποθηκεύσει και να επεξεργαστεί η ανθρωπότητα. Συνολικά, εκτιμάται ότι, αν ληφθούν υπόψη τόσο οι ψηφιακές όσο και οι αναλογικές συσκευές (όσες έχουν απομείνει), ο πλανήτης μας μπορεί να έχει σήμερα στη διάθεσή του γύρω στα 600 exabytes πληροφοριών, δηλαδή 600 δισεκατομμύρια Gigabytes.

Η παγκόσμια αποθηκευτική ικανότητα διπλασιάζεται κάθε τρία χρόνια περίπου. Το 2007 (τελευταία χρονιά που μελέτησαν οι ερευνητές) υπήρχαν τουλάχιστον 295 exabytes πληροφοριών ή 295 δισεκατομμύρια Gigabytes (σε bytes, ο αριθμός 295 ακολουθούμενος από 20 μηδενικά), μια ποσότητα που ισοδυναμούσε με 61 CD-ROMs ανά κάτοικο του πλανήτη μας. Αν έμπαιναν το ένα πάνω στο άλλο, αυτά τα περίπου 404 δισεκατομμύρια CD-ROMs θα κάλυπταν την απόσταση Γης- Σελήνης και θα έφταναν πολύ πέρα από το φεγγάρι. Αν, πάλι, οι πληροφορίες αυτές βρίσκονταν σε βιβλία, θα κάλυπταν όλες τις ΗΠΑ ή την Κίνα με 13 στοίβες βιβλίων, την μια πάνω στην άλλη.

Ο αριθμός των 295 exabytes εκτιμάται ότι είναι 315 μεγαλύτερος από όλους τους κόκκους άμμου στις παραλίες της Γης, αλλά παρόλα αυτά είναι μόλις το 0,33% των πληροφοριών που είναι αποθηκευμένες στα μόρια του DNA ενός ανθρώπου. Εκτιμάται όμως, ότι μέχρι το τέλος του 21ου αιώνα, η αποθηκευτική και επεξεργαστική ισχύς της ανθρωπότητας θα «ισοφαρίσει» αυτήν του ανθρώπινου γενετικού κώδικα (DNA).

Ο υπολογισμός έγινε ερευνητές με επικεφαλής τον Μάρτιν Χίλμπερτ της Σχολής Επικοινωνιών του πανεπιστημίου της Νότιας Καρολίνα και η σχετική μελέτη δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Science». Σύμφωνα με τον Χίλμπερτ, το 2002 θα μπορούσε να θεωρηθεί η αρχή της «ψηφιακής εποχής», επειδή τότε για πρώτη φορά η συνολική ψηφιακή αποθηκευτική ικανότητα της ανθρωπότητας ξεπέρασε την αναλογική.

Το 2007, μέσα σε μια μόνο πενταετία, το 94% της παγκόσμιας μνήμης βρισκόταν πλέον σε ψηφιακή μορφή και σήμερα πια, θεωρείται ότι ουσιαστικά έχει ολοκληρωθεί η μετάβαση στην ψηφιακή εποχή, καθώς είναι μηδαμινό το ποσοστό πληροφοριών που είναι αποθηκευμένες ακόμα σε αναλογικά και όχι σε ψηφιακά μέσα.

Πάντως, σύμφωνα με τους ερευνητές, «μακροπρόθεσμα, οι αναλογικές τεχνολογίες δε θα εξαφανιστούν, αλλά θα συνεχίσουν να υπάρχουν, ως μέρος της ιστορικής κληρονομιάς μας, αλλά και ως χόμπι για μερικούς τεχνικούς. Σε μερικά μέρη του κόσμου, πάντως, θα παίξουν σημαντικό ρόλο για ακόμη πολλά χρόνια, αν και ούτε εκεί δε θα αποτελούν το βασικό εργαλείο».

Το 2007, η ανθρωπότητα μετέδωσε μέσω τηλεοπτικών σημάτων και GPS 1,9 zettabytes πληροφοριών (ισοδυναμούν με 1,9 δισεκατομμύρια terabytes), μια ποσότητα πληροφοριών για κάθε άνθρωπο ισοδύναμη με το να διαβάζει 174 εφημερίδες κάθε μέρα.

Την ίδια χρονιά, μέσω των διαδραστικών τεχνολογιών (όπως η κινητή τηλεφωνία), η ανθρωπότητα διακίνησε 65 exabytes πληροφοριών, ενώ οι υπολογιστές του πλανήτη έκαναν 6,4 Χ 1018 (ο αριθμός 1 ακολουθούμενος από 18 μηδενικά) υπολογισμούς ανά δευτερόλεπτο. Αν αυτοί οι υπολογισμοί είχαν γίνει με το χέρι, θα χρειαζόταν 2.200 φορές περισσότερος χρόνος από την ηλικία του σύμπαντος μετά το «Μπιγκ Μπανγκ» (που έγινε πριν περίπου 13,5 δισεκατομμύρια χρόνια).

Στη διάρκεια της εικοσαετίας 1986-2007, η παγκόσμια υπολογιστική ισχύς αυξανόταν με μέσο ετήσιο ρυθμό 58%, δέκα φορές πιο γρήγορα από το ΑΕΠ των ΗΠΑ. Αντίστοιχα, ο μέσος ετήσιος ρυθμός μεγέθυνσης των τηλεπικοινωνιών ήταν 28% και της ικανότητας αποθήκευσης πληροφοριών 23%.

«Όσο εντυπωσιακοί και αν φαίνονται αυτοί οι αριθμοί, στην πραγματικότητα είναι ασήμαντοι μπροστά στην τάξη μεγέθους, με την οποία η φύση διαχειρίζεται τις πληροφορίες. Σε σχέση με την φύση, δεν είμαστε παρά ταπεινοί μαθητευόμενοι. Όμως, ενώ ο φυσικός κόσμος είναι ασύλληπτος στο μέγεθός του, παραμένει σχετικά σταθερός. Αντίθετα, οι τεχνολογικές ικανότητες επεξεργασίας πληροφοριών της ανθρωπότητας αυξάνονται με εκθετικό ρυθμό», επεσήμανε ο Χίλμπερτ σε συνέντευξή του στο αμερικανικό επιστημονικό περιοδικό «Scientific American». =D> =D> =D>

Τι θα γίνει οταν ερθουν καποια στιγμη και οι κβαντικοί υπολογιστές. :cheesy:

383924_310x.jpg.282a71a3014ee041d9215871d9b2579b.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 1 μήνα αργότερα...

Πιο κοντά στους κβαντικούς υπολογιστές.Μια νέα επαναστατική τεχνική οδήγησε στην δημιουργία ενός τσιπ με κβαντικές ιδιότητες. :cheesy:

Ενα σημαντικό βήμα στην προσπάθεια δημιουργίας κβαντικών υπολογιστών πραγματοποίησαν ερευνητές στις ΗΠΑ κατασκευάζοντας έναν επεξεργαστή που λειτουργεί με αρχές της κβαντομηχανικής.

Στους σημερινούς υπολογιστές η μονάδα πληροφορίας είναι το bit, το οποίο λαμβάνει τιμές είτε «0» είτε «1» και οι πληροφορίες αποθηκεύονται ως συνδυασμοί των δύο αυτών ψηφίων. Στους κβαντικούς υπολογιστές το αντίστοιχο του bit είναι το κβαντικό bit, ή qubit. Χάρη σε μια κβαντική ιδιότητα που ονομάζεται υπέρθεση, το qubit μπορεί να λαμβάνει τιμές «0» ή «1» ή και τα δύο μαζί.

Αυτή η ιδιότητα έχει ως αποτέλεσμα να αυξάνεται με γεωμετρική πρόοδο η μνήμη και η ταχύτητα των κβαντικών υπολογιστών επιτρέποντας τους, θεωρητικά, να εκτελούν σε χρόνο dt επεξεργασίες που σήμερα χρειάζονται χρόνια για να ετκελεστούν ακόμη και από τα πιο ισχυρά συστήματα.

Ένα σύστημα που διαθέτει μόλις ένα qubit είναι ικανό σύμφωνα με τους ειδικούς να συναγωνιστεί ισχυρούς συμβατικούς υπολογιστές. Όπως είναι ευνόητο, όσο περισσότερα qubits διαθέτει ένας υπολογιστής τόσο πολλαπλασιάζεται η ισχύς του αφού οι δυνατότητες επεξεργασίας του αυξάνονται εκθετικά.

Η αρχιτεκτονική των qubits

Ομάδα ερευνητών του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας που ασχολείται εδώ και τέσσερα χρόνια με την έρευνα γύρω από την ανάπτυξη κβαντικών υπολογιστών ανέπτυξε μια νέα επαναστατική αρχιτεκτονική κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων την οποία ονόμασε RezQu. Χρησιμοποιώντας αυτή την αρχιτεκτονική οι ερευνητές κατάφεραν να κατασκευάσουν ένα τσιπάκι που διαθέτει 9 qubits!

Οι εκπρόσωποι της ερευνητικής ομάδας παρουσίασαν την τεχνική τους σε συνέδριο της Αμερικανικής Ένωσης Φυσικής και ανέφεραν ότι συνεχίζουν την προσπάθεια τους με στόχο πλέον να κατασκευάσουν έναν επεξεργαστή με 10 qubits.

Αν και η έρευνα στον τομέα της κβαντομηχανικής έχει κάνει άλματα προόδου τα τελευταία χρόνια οι ειδικοί εκτιμούν ότι χρειάζεται ακόμη μεγάλη προσπάθεια ώσπου να επιτευχθεί η κατασκευή ενός κβαντικού υπολογιστή και ότι ενδέχεται να περάσουν ακόμη και δεκαετίες μέχρι να συμβεί κάτι τέτοιο. =D> =D> =D>

EAFAEEAB2E4AA9E5A5560E7433865F6B.jpg.ce314e968713676f25a559a7d1732251.jpg

B56B10BEBCF503B26F979D7D28B3F551.jpg.cef430ab6473585fce8db14b2dc6dc82.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 4 εβδομάδες αργότερα...

Το μικρότερο τρανζίστορ.Ανοίγει τον δρόμο για υπολογιστές με πανίσχυρη μνήμη και κβαντικούς επεξεργαστές. :cheesy:

Ενα βήμα πιο κοντά στους κβαντικούς υπολογιστές θεωρείται ότι μας φέρνει ένα τρανζίστορ που κατασκευάστηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Πίτσμπουργκ παρουσίασαν τη μικρότερη συσκευή του είδους που έχει αναπτυχθεί ως σήμερα, η οποία τροφοδοτείται από ένα μόνο ηλεκτρόνιο.

Με ένα ηλεκτρόνιο

Όπως αναφέρεται στη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature Nanotechnology» το τρανζίστορ έχει ως κεντρικό στοιχείο μια «νησίδα» διαμέτρου μόλις 1,5 νανομέτρων η οποία μπορεί να λειτουργήσει με την πρόσθεση ενός μόνο ή δυο ηλεκτρονίων. Τα μοναδικά του χαρακτηριστικά το καθιστούν κατάλληλο για μια σειρά από εφαρμογές, από την κατασκευή ηλεκτρονικών υπολογιστών με πανίσχυρη μνήμη ως την ανάπτυξη κβαντικών επεξεργαστών.

Παράλληλα, όπως εξήγησε ο επικεφαλής της έρευνας Τζέρεμι Λέβι, καθηγητής Φυσικής και Αστρονομίας στη Σχολή Τεχνών και Επιστημών Πιτ, η μικροσκοπική νησίδα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως «τεχνητό άτομο» για τη δημιουργία μιας νέας τάξης τεχνητών ηλεκτρονικών υλικών _ όπως για παράδειγμα ενός νέου τύπου «εξωτικών» υπεραγωγών με ιδιότητες που δεν συναντάμε στα φυσικά υλικά.

Σχεδιάζοντας στη νανοκλίμακα

Ο κ. Λέβι και οι συνεργάτες του ονόμασαν το νέο τρανζίστορ SketchSET ή «Sketch-based Single Electron Transistor» εξαιτίας της τεχνικής που χρησιμοποίησαν για την κατασκευή του, την οποία εμπνεύστηκαν από το Etch A Sketch, το γνωστό παιχνίδι σχεδίασης σε οθόνη.

Χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο ατομικής δύναμης ο κ. Λέβι μπορεί να δημιουργήσει ηλεκτρονικές συσκευές όπως οι αγωγοί και τα τρανζίστορ σε διαστάσεις νανομέτρων στη διεπιφάνεια ενός κρυστάλλου τιτανιούχου στροντίου και μιας στρώσης αλουμινούχου λανθανίου πάχους 1,2 νανομέτρων. Στη συνέχεια οι συσκευές μπορούν να «σβηστούν» και η διεπιφάνεια να ξαναχρησιμοποιηθεί.

Με βάση τα οξείδια

Η νησίδα του SketchSET, το οποίο είναι το πρώτο τρανζίστορ ενός ηλεκτρονίου που κατασκευάζεται εξ ολοκλήρου από υλικά με βάση τα οξείδια, μπορεί να «στεγάσει» ως και δυο ηλεκτρόνια. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που περιέχει _ ο οποίος μπορεί να είναι από μηδέν ως δυο _ αλλάζει τις ιδιότητες αγωγιμότητάς του.

Όπως εξήγησε ο κ. Λέβι, το τρανζίστορ είναι εξαιρετικά ευαίσθητο στα ηλεκτρικά φορτία ενώ τα βασισμένα σε οξείδια υλικά του προσδίδουν σιδηροηλεκτρικές ιδιότητες. Αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εναλλαγή του αριθμού των ηλεκτρονίων της νησίδας επιτρέποντας την ανάπτυξη ισχυρότατων στοιχείων μνήμης και ενδεχομένως τη λειτουργία του τρανζίστορ ως αισθητήρα φορτίων και δύναμης στη νανοκλίμακα.

47A52A919FA01B07A672A7F9F0C9B908.jpg.ccf50c21e9c93fd41d2aa63f776db094.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 2 εβδομάδες αργότερα...

Νέο ρεκόρ ταχύτητας στη μεταφορά δεδομένων. :cheesy:

Eσπασαν το παγκόσμιο ρεκόρ μεταδίδοντας 100 Terabit δεδομένων/δευτερόλεπτο μέσω μίας οπτικής ίνας

Δύο ανεξάρτητες ερευνητικές ομάδες ανακοίνωσαν ότι έσπασαν το παγκόσμιο ρεκόρ μεταδίδοντας 100 Terabit δεδομένων ανά δευτερόλεπτο μέσω μίας οπτικής ίνας. Αυτό σημαίνει ότι θα χρειαζόταν μόνο ένα δευτερόλεπτο για να κατέβει ένα βίντεο HD συνολικής διάρκειας τριών μηνών.

Οι ταχύτητες αυτές βρίσκονται πολύ πέρα από τις σημερινές ανάγκες, σχολιάζει το περιοδικό New Scientist. Όπως αναφέρει ο Τιμ Στρονγκ της αμερικανικής εταιρείας Telegeography Research, η συνολική χωρητικότητα των οπτικών ινών που συνδέουν τη Νέα Υόρκη με την Ουάσινγκτον είναι σήμερα μόλις μερικά Terabit/sec.

Οι πάροχοι, όμως, καλά θα κάνουν να προετοιμάζονται, δεδομένου ότι «η διαδικτυακή κίνηση αυξάνεται κατά περίπου 50% ανά έτος εδώ και μερικά χρόνια», όπως επισημαίνει ο ίδιος.

Τα νέα ρεκόρ ανακοινώθηκαν στο Συνέδριο Επικοινωνιών Οπτικών Ινών που πραγματοποιήθηκε τον περασμένο μήνα στο Λος Άντζελες. H oμάδα του Ντάγιου Κιαν, ερευνητή της ιαπωνικής NEC, ανέφερε ότι πέτυχε ρυθμούς διαμεταγωγής έως και 101,7 Terabit/sec σε οπτική ίνα μήκους 165 χιλιομέτρων.

Προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η χωρητικότητα των οπτικών ινών στα σημερινά δίκτυα, οι παλμοί λέιζερ που ταξιδεύουν μέσα τους εκπέμπονται σε πολλά μήκη κύματος και σε πολλές διαφορετικές πολικότητες ταυτόχρονα.

Για να αυξήσει περαιτέρω την ταχύτητα, η ομάδα του Ντάγιου Κιαν ένωσε τους παλμούς 370 επιμέρους λέιζερ που λειτουργούσαν το καθένα σε διαφορετικό μήκος κύματος. Οι επιμέρους αυτοί παλμοί ενώθηκαν σε έναν τελικό παλμό που κινήθηκε στην οπτική ίνα και έφτασε στον δέκτη στην άλλη άκρη.

Διαφορετική ήταν η τεχνική που χρησιμοποίησε ο Γιουν Σακαγκούτσι του ιαπωνικού Εθνικού Ινστιτούτου Τεχνολογίας Πληροφορικής και Επικοινωνιών. Αντί να χρησιμοποιήσει μια συμβατική οπτική ίνα με έναν πυρήνα, ο Σακαγκούκι ανέπτυξε μια πειραματική ίνα με επτά πυρήνες.

Κάθε πυρήνας επέτρεψε ταχύτητα 15,6 Terabit/sec, οπότε ο συνολικός ρυθμός διαμεταγωγής εκτινάχθηκε στα 109 Terabit/sec.

Το πρόβλημα και με τις δύο νέες τεχνικές θα ήταν η αποτελεσματική ενίσχυση του σήματος σε μεγάλες αποστάσεις. Επιπλέον, οι ίνες πολλαπλών πυρήνων που απαιτεί η δεύτερη τεχνική είναι δύσκολο να κατασκευαστούν.

Αυτό σημαίνει ότι οι νέες προσεγγίσεις είναι απίθανο να εφαρμοστούν άμεσα από τους παρόχους διαδικτυακών συνδέσεων, θα μπορούσαν όμως πρώτα να αξιοποιηθούν στα κέντρα δεδομένων εταιρειών όπως η Google. :roll: :roll: :roll:

B75A66D1792E766FCB070FF97AC6D936.jpg.8554e85030305795b1d06187c3049312.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Υγρά φωτόνια... α λα Grec!Μια εργασία του Δημήτρη Αγγελάκη που θέτει τα θεμέλια για την εποχή των «φωτονικών ημιαγωγών» :cheesy:

Την πολύχρονη... φαγούρα των φυσικών με τα φωτόνια σίγουρα την ξεκίνησε ο Αϊνστάιν, όταν επαναπροσδιόρισε τη φύση τους στη Θεωρία της Σχετικότητας. Στη συνέχεια έγιναν το λατρεμένο τους θέμα, στην προσπάθειά τους να κατανοήσουν τη «διχασμένη προσωπικότητα» των κβάντων. Και έπειτα, αφότου ανακάλυψαν το λέιζερ, το 1960, έστησαν ολόκληρο κλάδο της φυσικής ειδικά για τη μελέτη των φωτονίων, τη φωτονική.

Εκτοτε, η πρόοδος στον χειρισμό αυτών των «σωματιδίων του φωτός» υπήρξε αλματώδης, με τουλάχιστον τρεις έλληνες ερευνητές - τους καθηγητές Γιάννη Ιωαννόπουλο, Ελευθέριο Οικονόμου και Κώστα Σουκούλη - να πρωτοστατούν στις εξελίξεις.

Ομως η όποια τιθάσευση των φωτονίων γινόταν πάντα υπό τους «δικούς τους όρους», καθ' ότι αυτά τα σωματίδια που ακροβατούν μεταξύ ύλης και ενέργειας έχουν δύο ιδιοτροπίες: δεν παγιδεύονται εύκολα και δεν αλληλεπιδρούν μεταξύ τους! Αρα η πιθανότητα να τα χειριστούμε με την ευκολία του ηλεκτρικού ρεύματος, ώστε να δομήσουμε με αυτά κβαντικούς υπολογιστές, παρέμενε ουτοπία. Ως πρόσφατα δηλαδή, οπότε ένας έλληνας φυσικός νέας εσοδείας συνέβαλε αποφασιστικά στην «αιχμαλώτιση των φωτονίων».

Φωτοηλεκτρονικά ειδύλλια...

Αν τα φωτόνια είναι από μόνα τους άπιαστα, δεν συμβαίνει το ίδιο όταν δημιουργηθούν μέσα σε φωτονικούς κρυστάλλους - που μοιάζουν με διάτρητο ελβετικό τυρί φτιαγμένο από οξείδια του πυριτίου. Οπως έδειξαν τις δεκαετίες του '80 και του '90 οι τρεις προαναφερθέντες Ελληνες και οι Eli Yablonovitch και John Sajeev στις ΗΠΑ, η δόμηση «φωτονικών ημιαγωγών» από φωτονικούς κρυστάλλους είναι εφικτή. Κατά αντιστοιχία με τους γνωστούς ημιαγωγούς, όπου τα ηλεκτρόνια μπορούν να ρέουν (αγωγός) ή να παραμένουν καρφωμένα στη θέση τους (μονωτής), και τα φωτόνια στους φωτονικούς κρυστάλλους μπορούν να διαρρεύσουν ή να παγιδευτούν, ανάλογα με τη γεωμετρία των κρυστάλλων και τη συχνότητά τους.

Παράλληλα, και ανεξάρτητα με την έρευνα στα φωτόνια υλικά, η μελέτη της αλληλεπίδρασης ατόμων - φωτονίων στο πλαίσιο της κβαντικής οπτικής έφθανε στο απόγειό της την τελευταία δεκαετία. Απίστευτα πειράματα, όπως εκείνο όπου ένα και μοναδικό φωτόνιο παγιδευόταν σε μια αέναη παλινδρόμηση ανάμεσα σε δύο μικροσκοπικούς καθρέφτες και αλληλεπιδρούσε ισχυρά με ένα και μοναδικό άτομο στο μέσο της διαδρομής, πραγματοποιήθηκαν. Το «ειδύλλιο» ατόμου - φωτονίου, γνωστό στην κβαντική οπτική ως πολαριτόνιο ή dressed state (άτομο «ντυμένο» με φωτόνιο) οδήγησε σε τεράστιες ανακαλύψεις σε πλήθος πεδίων, από τον έλεγχο των θεμελίων της Κβαντικής Θεωρίας ως την πραγματοποίηση κβαντικών πυλών και κβαντικής κρυπτογραφίας.

Αυτό που παρέμενε ανοιχτό ήταν ο συνδυασμός των παραπάνω ανακαλύψεων και η εφαρμογή τους στην εξήγηση φαινομένων σε φαινομενικά ασύνδετες περιοχές της φυσικής, όπως οι υπεραγωγοί, τα υγρά ηλεκτρονίων και οι φωτονικοί κβαντικοί υπολογιστές.

Στροφόρμια, φορτιόνια και υγρά φωτόνια

Το ημερολόγιο έδειχνε 1963 όταν ο αμερικανός φυσικός Joaquin Luttinger πρότεινε ένα θεωρητικό μοντέλο για το πώς αλληλεπιδρούν τα ηλεκτρόνια ενός μονοδιάστατου αγωγού (όπως είναι οι νανοσωλήνες άνθρακα) σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία. Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, τα ηλεκτρόνια θα έπαυαν να είναι διακριτά και θα κινούνταν ως υγρό («υγρό του Λούτινγκερ» - Luttinger liquid). Για μια ερμηνεία τού πώς θα μπορούσε να επιτευχθεί μια τέτοια συμπεριφορά, ο φυσικός Duncan Haldane - το 1981 - προέβλεψε ότι το μαγνητικό μέρος του ηλεκτρονίου («στροφόρμιο» - spinon) και το ηλεκτρικό («φορτιόνιο» - chargon) διαχωρίζονται και κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες. Η σύλληψη αυτή ήταν το λιγότερο προκλητική, καθώς η στροφορμή και το φορτίο του ηλεκτρονίου θεωρούνταν χαρακτηριστικά αναπόσπαστα συνδεδεμένα με αυτό.

Οι ανά τον κόσμο φυσικοί προσπάθησαν πολλαπλά στα επόμενα χρόνια να επαληθεύσουν πειραματικά τα της εν λόγω θεωρίας για τα ηλεκτρόνια, χωρίς ουσιαστική επιτυχία: η μέτρηση της φασματικής συνάρτησης A(q,ω), που εμπεριέχει τις σχέσεις ενέργειας-ορμής των διεγέρσεων, επιτεύχθηκε μόνο εν μέρει και μία φορά, το 2005 (O. M. Auslaender et al., Science 308,). Βλέπετε, η παρατήρηση των κβαντικών φαινομένων σε στενά αλληλεπιδρώντα συστήματα στοιχειωδών σωματιδίων δυσχεραίνεται από τους τεχνικούς περιορισμούς που παρουσιάζει η αναδιάταξη της ύλης σε μικροκλίμακα. Αντίθετα, στον άυλο κόσμο των φωτονίων, μια εργασία που δημοσιεύθηκε το 2007, υπό τον τίτλο «Photon blockade induced Mott transitions and XY spin models in coupled cavity arrays» [Phys. Rev. A (Rap. Com.) vol. 76, 031805] έφερε μεγάλη πρόοδο στη μεθοδολογία παρατήρησης. Ηταν η εργασία του Δημήτρη Αγγελάκη, τότε μεταδιδακτορικού ερευνητή στο Πανεπιστημίου του Κέιμπριτζ, που έδειχνε το πώς οι συνδυασμοί διεγερμένων ατόμων και φωτονίων «αιχμαλωτισμένων σε κλουβιά» μπορούσαν να γίνουν ελεγχόμενες και μετρήσιμες οντότητες, παίζοντας τον ρόλο των ηλεκτρονίων στην πραγματική ύλη. Παρατηρώντας το τι συνέβαινε στα φωτόνια όταν «χτυπιούνταν απελπισμένα» συνωστιζόμενα μέσα σε αυτές τις φωτοπαγίδες, ο δρ Αγγελάκης, νυν λέκτορας του Πολυτεχνείου Κρήτης και επισκέπτης ερευνητής στο Κέντρο Κβαντικών Τεχνολογιών του Πανεπιστημίου της Σιγκαπούρης, θυμήθηκε τη δύναμη της «παραβολής»: Αν μπορούσε να προσομοιώσει το «υγρό ηλεκτρονίων» με ένα «υγρό φωτονίων», θα έφθανε ίσως στην ποθητή εξήγηση της συμπεριφοράς των ηλεκτρονίων.

Η διάταξη της επιτυχίας.

Η ομάδα του, αυτή τη φορά απαρτιζόμενη από τον ίδιο και τρεις ερευνητές στη Σιγκαπούρη, σκέφθηκε να χρησιμοποιήσει το οπτικό ανάλογο ενός μονοδιάστατου νανοσωλήνα, χρησιμοποιώντας μια οπτική ίνα φωτονικού κρυστάλλου. Η συγκεκριμένη διάταξη είχε ήδη προταθεί το 2008 από μια ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου του Χάρβαρντ (C. Chang et al., Crystallization of strongly interacting photons in a nonlinear optical fiber, Nat. Phys.), αλλά η ομάδα του Αγγελάκη την επεξέτεινε: Γέμισαν τον σωλήνα με δύο αέρια ατόμων και σημάδεψαν την είσοδό του με δύο ακτίνες λέιζερ. Στη συνέχεια ρύθμισαν τα λέιζερ έτσι ώστε να επιβραδύνουν τους εκπεμπόμενους παλμούς φωτονίων, με αποτέλεσμα να τα αποθηκεύσουν μέσα στον σωλήνα σαν «στάσιμα βαγόνια διεγερμένης φωτο-ύλης». Λόγω του συνωστισμού τους με τα προϋπάρχοντα άτομα αερίου στον σωλήνα, τα παγιδευμένα φωτόνια υποχρεώθηκαν να αλληλεπιδράσουν όπως ακριβώς προέβλεπε για τα ηλεκτρόνια η θεωρία του Luttinger και να φθάσουν στη φάση διαχωρισμού των στροφορμίων από τα φορτιόνια. Οταν, στη συνέχεια, απελευθερώνονταν στην έξοδο του σωλήνα, η ομάδα του δρος Αγγελάκη μπόρεσε να δείξει ότι τα χαρακτηριστικά της φασματικής συνάρτησης του περιβόητου διαχωρισμού θα μπορούσαν να μετρηθούν με πρωτόγνωρη ακρίβεια, χρησιμοποιώντας υπάρχουσα οπτική τεχνολογία.

Η δυνατότητα επίτευξης πειραματικής διάταξης που επαληθεύει τη θεωρία του Luttinger για «υγρό ηλεκτρονίων» ήταν επόμενο να χαιρετισθεί με ενθουσιασμό από την επιστημονική κοινότητα. Η εργασία τους, υπό τον τίτλο «Optical Physics: A liquid of photons», δημοσιεύθηκε μετ' επαίνων στο περιοδικό Physical Review Letters και έγινε κύριο άρθρο στο Physics και στο Nature της 20ής Απριλίου 2011. Η αγαλλίαση όμως δεν προερχόταν μόνο από τη συμβολή στη μελέτη των ηλεκτρονίων αλλά και από τις προοπτικές που διάνοιγε ο χειρισμός του «υγρού φωτονίων»: Η οπτική διάταξη του Δημήτρη Αγγελάκη κατέδειξε ότι τα φωτόνια συμπεριφέρονταν ακριβώς όπως τα ηλεκτρόνια σε κρυστάλλους μονωτικού υλικού (Mott Ιnsulator State). Δηλαδή, η διάταξη αυτή λειτουργεί ως φυσικός κβαντικός καταχωρητής, όπου το κάθε φωτόνιο στο κάθε κλουβί αντιστοιχεί στην ύπαρξη μιας κβαντικής μονάδας πληροφορίας (qubit). Είναι το δεύτερο βήμα μας προς την κατασκευή «κβαντικών λογικών πυλών», έπειτα από εκείνο που παρουσίασε εργασία του ίδιου ερευνητή και του δρος A. Kay, το 2008 (βλ. «Weaving light-matter qubits into a one way quantum computer», New J. Phys. 10, 023012).

Οπως συνάγεται, τα θεμέλια για μια εποχή «φωτονικών ημιαγωγών» έχουν πλέον τεθεί. Οι πολυπόθητοι κβαντικοί υπολογιστές, με την ασύλληπτα μεγαλύτερη ισχύ και ταχύτητα επεξεργασίας δεδομένων, γίνονται επιτέλους εφικτή πραγματικότητα. Και η υπερηφάνεια μας είναι ότι, από αυτό το καθημαγμένο εκπαιδευτικό σύστημα αυτής της στερημένης από όνειρα χώρας, συνεχίζουν να βγαίνουν επιστήμονες που «αλλάζουν τον κόσμο». Συνεχώς και επίμονα, σε πείσμα κάθε Κασσάνδρας!

Ποιός είναι ο Δ. Αγγελάκης

1993-1997: Πτυχίο και μεταπτυχιακό Φυσικής στο Πανεπιστήμιο Κρήτης.

1998-2002: Διδακτορικό στο Imperial College του Λονδίνου. Η διδακτορική του διατριβή στις αλληλεπιδράσεις ατόμων - φωτονίων τού χάρισε τον Οκτώβριο 2002 το 1ο Βραβείο της Ενωσης Φυσικών του Ηνωμένου Βασιλείου.

2002-2007: Ερευνητής στο Κέντρο Κβαντικής Πληροφορικής του Πανεπιστημίου Κέιμπριτζ.

2007-σήμερα: Λέκτορας στο Πολυτεχνείο Κρήτης, στα Χανιά, και επισκέπτης ερευνητής στο Κέντρο Κβαντικών Τεχνολογιών του Πανεπιστημίου της Σιγκαπούρης.

Γράφημα που αναπαριστά τη «διάταξη Αγγελάκη»: Από αριστερά, εισέρχονται στη διάτρητη οπτική ίνα φωτόνια, που συναντούν αέριο δύο διαφορετικών ατόμων. Από το «στρίμωγμα» προκύπτει διαχωρισμός της στροφορμής και του φορτίου, όπως ακριβώς έλεγε η θεωρία για τα «υγρά ηλεκτρόνια»

Aggelakis1.jpg.8c381a8fb69fb7c6539be6e1c4b28b5d.jpg

110408_Luttinger.jpg.65c19420c83fe3e27ea6706e01e1d780.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 2 εβδομάδες αργότερα...

Ρεκόρ ταχύτητας στη μεταφορά δεδομένων. :cheesy:

Ερευνητές πέτυχαν να μεταφέρουν δεδομένα μέσω οπτικών ινών στα 26 terabits το δευτερόλεπτο, με τη βοήθεια λέιζερ.

Πρόκειται για ασύλληπτη ταχύτητα αναφέρουν οι ερευνητές, αναφέροντας ως παράδειγμα ότι η μέθοδος αυτή επιτρέπει την μετάδοση όλων των πληροφοριών που περιέχονται στην τεράστια Βιβλιοθήκη του Κογκρέσου των ΗΠΑ, μέσα σε μόλις δέκα δευτερόλεπτα!

Η τεχνική βασίζεται στο μαθηματικό "εργαλείο" με την ονομασία «γρήγορο μετασχηματισμό Φουριέ», που επιτρέπει να διακριθούν περισσότερα από 300 ξεχωριστά χρώματα σε μια ακτίνα λέιζερ, όπου το καθένα από αυτά μπορεί να κωδικοποιηθεί και να μεταφέρει τις δικές του πληροφορίες.

Αν χρησιμοποιηθούν ταυτόχρονα πολλά λέιζερ για την αποστολή δεδομένων μέσω οπτικής ίνας, η ταχύτητα μπορεί να αυξηθεί θεαματικά και ήδη έχει επιτευχθεί πειραματικά η ταχύτητα των 100 terabits το δευτερόλεπτο. Όμως χρειάστηκαν γι’ αυτό 500 λέιζερ, πράγμα που καθιστά την όλη διαδικασία απαγορευτικά δαπανηρή για εμπορική αξιοποίηση.

Όμως η νέα μέθοδος καταφέρνει να επιτύχει ταχύτητες-ρεκόρ με την χρήση ενός μόνο λέιζερ, γεγονός που την καθιστά πρακτικά αξιοποιήσιμη.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, είναι δυνατό η νέα τεχνολογία να ενσωματωθεί σε ένα «τσιπάκι» πυριτίου, που θα βγει στην αγορά κάποια στιγμή στο μέλλον.

Η διεθνής ομάδα των ερευνητών μεταξύ των οποίων είναι Γερμανοί, Βρετανοί, Ελβετοί, Ισραηλινοί και ο ελληνικής καταγωγής Περικλής Πετρόπουλος, του Κέντρου Ερευνών Οπτοηλεκτρονικής του πανεπιστημίου του Σαουθάμπτον στη Βρετανίας, με επικεφαλής τον καθηγητή Βόλφγκανγκ Φρόϊντε του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καρλσρούης στη Γερμανία, δημοσίευσε τη σχετική μελέτη στο περιοδικό φωτονικής “Nature Photonics”. \:D/ \:D/ \:D/

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 2 εβδομάδες αργότερα...

Στη Lockheed Martin η πρώτη πώληση κβαντικού υπολογιστή. :cheesy:

Η πρώτη πώληση ενός κβαντικού υπολογιστή είναι γεγονός. Η Lockheed Martin που δραστηριοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα δραστηριοτήτων υψηλής τεχνολογίας (αεροδιαστημική, ασφάλεια κ.ά) και είναι η μεγαλύτερη προμηθεύτρια του αμερικανικού Πενταγώνου, αγόρασε έναν κβαντικό υπολογιστή από την εταιρία D-Wave που εδρεύει στον Καναδά.

Οι κβαντικοί υπολογιστές αναμένεται να φέρουν επανάσταση στον σύγχρονο κόσμο δίνοντας απίστευτη ώθηση σε κάθε τομέα έρευνας - από την πληροφορική και την φυσική μέχρι την ιατρική. Θα πρέπει να επισημανθεί βέβαια ότι οι ειδικοί υποστηρίζουν με την υπάρχουσα τεχνολογία θα χρειαστούν μερικές ακόμη δεκαετίες μέχρι να κάνει την εμφάνιση του ένας πλήρως λειτουργικός κβαντικός υπολογιστής.

Αυτό, σε συνδυασμό με τις ελάχιστες πληροφορίες που δίνονται στη δημοσιότητα για τον κβαντικό υπολογιστή που αγόρασε η Lockheed Martin, έχει οδηγήσει την επιστημονική κοινότητα στο να είναι ιδιαίτερα επιφυλακτική και να περιμένει την δημοσιοποίηση λεπτομερειών για τον μηχανισμό του υπολογιστή προκειμένου να τοποθετηθεί

Οι κβαντικοί υπολογιστές

Οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούν να εκτελούν με απίστευτη ταχύτητα πολλές, άσχετες μεταξύ τους, και εξαιρετικά πολύπλοκες εργασίες, ικανότητα που οι σημερινοί υπολογιστές δεν διαθέτουν. Στους σημερινούς υπολογιστές, η μονάδα πληροφορίας είναι το bit, το οποίο λαμβάνει τιμές είτε «0» είτε «1» και οι πληροφορίες αποθηκεύονται ως συνδυασμοί των δύο αυτών ψηφίων.

Στους κβαντικούς υπολογιστές, το αντίστοιχο του bit είναι το κβαντικό bit, ή qubit. Χάρη σε μια κβαντική ιδιότητα που ονομάζεται υπέρθεση, το qubit μπορεί να λαμβάνει τιμές «0» ή «1» ή και τα δύο μαζί. Αυτή η ιδιότητα έχει ως αποτέλεσμα να αυξάνεται με γεωμετρική πρόοδο η μνήμη και η ταχύτητα των κβαντικών υπολογιστών επιτρέποντας τους να επεξεργάζονται δεδομένα σε χρόνο dt - κάτι που σήμερα θα χρειάζονταν χρόνια για να γίνει ακόμη και από τα πιο ισχυρά συστήματα.

Ο «μονόλιθος» της D-Wave

Το D-Wave One, όπως ονομάζεται ο κβαντικός υπολογιστής, μοιάζει με ένα τεράστιο μαύρο κύβο ή ένα μαύρο μονόλιθο όπως τον αναφέρουν πολλοί, αφού η εμφάνιση του θυμίζει τον μονόλιθο της «Οδύσσειας του Διαστήματος» του Άρθουρ Κλαρκ .

Η μόνη λεπτομέρεια που έχει γίνει γνωστή σχετικά με τον D-Wave One είναι ότι χρησιμοποιεί ένα υπεραγώγιμο τσιπ των 128-qubit που ονομάζεται Rainier. Ο επεξεργαστής αυτός είναι θωρακισμένος με ειδικά φίλτρα για την προστασία του από κάθε εξωτερικό παράγοντα (π.χ θόρυβο) ώστε να μην καθυστερεί η επεξεργασία. Έχει επιτευχθεί επίσης η ψύξη του σχεδόν στο απόλυτο μηδέν κατά τη λειτουργία του ώστε να μην υπερθερμαίνεται και να συνεχίζει απρόσκοπτα η λειτουργία του.

Η Lockheed Martin έδωσε δέκα εκατομμύρια δολάρια για την αγορά του υπολογιστή ο οποίος βρισκόταν στις εγκαταστάσεις της εταιρίας εδώ και ένα χρόνο και οι τεχνικοί της τον δοκίμαζαν. Σύμφωνα πάντως με όσα διαρρέονται ο D-Wave One δεν είναι ένας αυτόνομος κβαντικός υπολογιστής αλλά σχεδιάστηκε να λειτουργεί ως τμήμα ενός μεγάλου συμβατικού υπολογιστικού συστήματος και έχει ως αποστολή την επίλυση εξαιρετικά εξειδικευμένων προβλημάτων. =D> =D> =D>

415731510_QUANTUM20PROCESSOR.jpg.b145e62d7e3d0421a6a1836a616e924a.jpg

3904A334409422A30083DC1BDCB20779.jpg.3e1c80baa6f14b0f6d4d34d54abe3675.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Ο ισχυρότερος υπολογιστής από DNA βρίσκει τετραγωνικές ρίζες. :cheesy:

Ερευνητές στις ΗΠΑ δημιούργησαν έναν νέο μοριακό υπολογιστή _ ή «υπολογιστή DNA» όπως είναι πιο γνωστοί οι υπολογιστές αυτού του είδους. Πρόκειται για τον πιο πολύπλοκο μοριακό υπολογιστή που έχει δημιουργηθεί μέχρι σήμερα και μεταξύ άλλων μπορεί να κάνει μαθηματικές πράξεις, όπως για παράδειγμα να υπολογίζει τετραγωνικές ρίζες. H λειτουργία του ανοίγει τον δρόμο για την δημιουργία βιο-αισθητήρων που θα μπορούν να εντοπίζουν διάφορες ασθένειες.

Οι υπολογιστές DNAΟι μοριακοί υπολογιστές κάνουν την επεξεργασία των δεδομένων και την επίλυση των προβλημάτων μέσω βιοχημικών αντιδράσεων μορίων DNA. Ερευνητική ομάδα του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) μετά από πολυετή έρευνα στον συγκεκριμένο τομέα κατάφερε να αναπτύξει τον πιο προηγμένο σύστημα του είδους.

Σπονδυλική στήλη της λειτουργίας κάθε υπολογιστή είναι οι λεγόμενες «λογικές πύλες». Πρόκειται για ψηφιακές διατάξεις που αποτελούν τους δομικούς λίθους των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Οι λογικές πύλες δέχονται στην είσοδο ή στις εισόδους τους ένα ή περισσότερα δεδομένα και παρέχουν στην έξοδό τους το αποτέλεσμα. Αποτελούνται από βασικά στοιχεία των ηλεκτρονικών δομών, όπως διόδους και τρανζίστορ. Στους μοριακούς υπολογιστές την θέση του πυριτίου παίρνουν τα μόρια του DNA.

«Λογικές τραμπάλες»

Οι ερευνητές του Caltech ανέπτυξαν μια επαναστατική μέθοδο «χειραγώγησης» του DNA χρησιμοποιώντας μονές έλικες των μορίων του (κανονικά το κάθε μόριο DΝΑ αποτελείται από μια διπλή έλικα). Ανέπτυξαν ένα σύστημα από 130 μονές έλικες που δημιουργούν λογικές πύλες οι οποίες λειτουργώντας ως ένα είδος «τραμπάλας» μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν για να δημιουργήσουν νέες, ακόμη πιο εξελιγμένες λογικές πύλες.

Ο υπολογιστής αυτός είναι πέντε φορές πιο ισχυρός από οποιοδήποτε υπολογιστή DNA έχει κατασκευαστεί μέχρι σήμερα αλλά εξακολουθεί να είναι εξαιρετικά «αργός». Χρειάζεται έξι έως δέκα ώρες για να υπολογίσει την τετραγωνική ρίζα των αριθμών από το 1 ως το 15, όμως οι ερευνητές διευκρινίζουν ότι ο βασικός στόχος τους δεν είναι να ανταγωνιστούν τους συμβατικούς ηλεκτρονικούς υπολογιστές όσον αφορά την ταχύτητα επεξεργασίας, αλλά να δημιουργήσουν εξελιγμένα βιοχημικά συστήματα που θα βρουν εφαρμογές ακόμη και στον ανθρώπινο οργανισμό.

Η έρευνα δημοσιεύεται στο κορυφαίο αμερικανικό περιοδικό Science.

 

Διπλάσιες από τους γήινους οι συσκευές που θα συνδεθούν με το διαδίκτυο ως το 2015. :cheesy:

Μέσα σε μια μόλις τετραετία, έως το 2015, ο συνολικός αριθμός των κάθε είδους μεγάλων και μικρών ηλεκτρονικών συσκευών, που θα είναι διασυνδεδεμένες στο διαδίκτυο, θα ξεπεράσει τα 15 δισεκατομμύρια, αριθμό διπλάσιος από τον πληθυσμό της γης.

Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις της μεγάλης αμερικανικής εταιρίας Cisco, που ειδικεύεται στον εξοπλισμό δικτύων θα υπάρξει μια «έκρηξη» των λεγόμενων «έξυπνων» συσκευών, όπως οι υπολογιστές-ταμπλέτες, τα «έξυπνα» κινητά, οι «έξυπνες» τηλεοράσεις και κάθε άλλου είδους μηχανήματα με αυξημένη «νοημοσύνη» και με δυνατότητα σύνδεσης στο διαδίκτυο.

Μεταξύ άλλων, προβλέπεται ότι το 2015 οι κάτοικοι της Γης, θα παρακολουθούν ένα εκατομμύριο λεπτά ονλάιν βίντεο, κάθε δευτερόλεπτο, κάνοντας την ψηφιακή εικόνα τον κύριο όγκο δεδομένων στην παγκόσμια διαδικτυακή κίνηση.

Ακόμα σύμφωνα με εκτιμήσεις της εταιρείες η διαδικτυακή κίνηση δεδομένων θα φτάσει τα 966 exabytes ετησίως (1 exabyte ισοδυναμεί με 1 εννεάκις εκατομμύρια bytes).

Χαρακτηριστικά η μηνιαία κίνηση δεδομένων στο διαδίκτυο πέρασε για πρώτη φορά το ένα exabyte, το 2004 και από τότε αυξάνεται εντατικά. Πάνω από το 40% του παγκόσμιου πληθυσμού -δηλαδή περίπου τρία δισεκατομμύρια άνθρωποι- αναμένεται να βρίσκονται διασυνδεμένοι ονλάιν το 2015, γεγονός που θα πιέζει συνεχώς τα όρια των δυνατοτήτων του διαδικτύου.

"Το πιο σημαντικό ζήτημα που αντιμετωπίζουμε, είναι πώς να διαχειριστούμε έξυπνα όλη αυτή την κίνηση", δήλωσε ο αντιπρόεδρος της Cisco Σουράτζ Σετί.

Η "έκρηξη" των διασυνδεμένων συσκευών καθιστά επείγουσα προτεραιότητα την προώθηση διεθνώς της εφαρμογής του νέου Πρωτοκόλλου Διαδικτύου IΡv6, καθώς οι διαδικτυακές διευθύνσεις του προηγούμενου πρωτοκόλλου IΡv4 αναμένεται να εξαντληθούν έως τον Αύγουστο φέτος. Στις 6 Ιουνίου, κατά τη λεγόμενη "Παγκόσμια Ημέρα IΡv6", η Cisco και πολλές άλλες μεγάλες εταιρίες (Google, Facebook, Yahoo κ.α.) θα κάνουν την πρώτη μεγάλης κλίμακας δοκιμή της εφαρμογής του IΡv6, ώστε να γίνει έλεγχος κατά πόσο το νέο πρωτόκολλο είναι χωρίς πρόβλημα συμβατό με τους δημοφιλείς παγκοσμίως ιστότοπους. =D> =D> =D>

615F384B9E172B84798CB9B121723871.jpg.10022efd57d93787b84cde00fff0d5d1.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 2 εβδομάδες αργότερα...

Κυκλώματα από γραφένιο στους υπολογιστές του μέλλοντος. :cheesy:

Με επικεφαλής τον ερευνητή στη νανοεπιστήμη και νανοτεχνολογία Φαίδωνα Αβούρη, μια ομάδα ερευνητών του αμερικανικού κολοσσού της πληροφορικής ΙΒΜ, δημιούργησε το πρώτο κύκλωμα υψηλής ταχύτητας από γραφένιο, στο οποίο όλα τα στοιχεία είναι ολοκληρωμένα σε ένα μοναδικό «τσιπάκι». Πρόκειται για παγκόσμια πρωτοπορία, ένα σημαντικό βήμα για τη δημιουργία μιας νέας γενιάς ηλεκτρονικών βασισμένων στο γραφένιο και όχι στο πυρίτιο όπως μέχρι σήμερα, με δυνητικές εφαρμογές από τις ασύρματες επικοινωνίες μέχρι τους ενισχυτές.

Κατά τα τελευταία χρόνια είχε υπάρξει πρόοδος στη δημιουργία συσκευών βασισμένων στο πολύ λεπτό γραφένιο, που θεωρείται το "υλικό του μέλλοντος", ενώ είχαν κατασκευαστεί μεμονωμένα τρανζίστορ από γραφένιο. Όμως δεν είχε καταστεί δυνατό να ενοποιηθούν (ολοκληρωθούν) τα τρανζίστορ από γραφένιο με άλλα ηλεκτρονικά συστατικά μέσα σε ένα ενιαίο και μοναδικό "τσιπ", αυτό ακριβώς που κατάφεραν οι ερευνητές της ΙΒΜ. Η δυσκολία βρισκόταν κυρίως στο ότι το γραφένιο δεν κολλάει πολύ καλά στα μέταλλα και τα οξείδια, τα οποία χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία παραγωγής ημιαγωγών.

Ο Φαίδων Αβούρης, που έκανε τη σχετική επιστημονική δημοσίευση στο περιοδικό Science, σύμφωνα με τους New York Times και το Physics World, καθοδήγησε μια ομάδα ερευνητών του Κέντρου Ερευνών Γουότσον της ΙΒΜ στη Νέα Υόρκη, ώστε να ξεπεράσουν για πρώτη φορά τις τεχνικές δυσκολίες, ενοποιώντας σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα ένα τρανζίστορ γραφενίου και ένα ζεύγος πηνίων επαγωγικής αντίστασης πάνω σε μια πλακέτα από καρβίδιο του πυριτίου. Είναι σημαντικό ότι η όλη διαδικασία κατασκευής είναι συμβατή με τις υφιστάμενες συμβατικές μεθόδους παραγωγής ημιαγωγών, πράγμα που διευκολύνει την πρακτική εφαρμογή της νέας τεχνολογίας.

Τα νέα ολοκληρωμένα κυκλώματα από γραφένιο λειτουργούν σε ραδιοσυχνότητες μέχρι 10 GHz και είναι κατ' εξοχήν κατάλληλα για συστήματα ασύρματων επικοινωνιών. Η ομάδα του Φαίδωνα Αβούρη (Nanometer Scale Science and Technology), στην οποία εργάζεται και ο επίσης ελληνικής καταγωγής ερευνητής Χρήστος Δημητρακόπουλος, ήδη εργάζεται για να τελειοποιήσει το νέο ολοκληρωμένο κύκλωμα από γραφένιο, ενώ σχεδιάζει την ανάπτυξη ακόμα πιο πολύπλοκων κυκλωμάτων για πιο εξελιγμένες συσκευές. Μεταξύ άλλων, οι ερευνητές πιστεύουν ότι είναι δυνατόν, στο μέλλον, να συνδυάσουν γραφένιο και πυρίτιο και να δημιουργήσουν "υβριδικά" κυκλώματα με νέες λειτουργικές δυνατότητες.

Το γραφένιο ανακαλύφθηκε στη δεκαετία του 1970 και βαθμιαία οι επιστήμονες, μέσα από διαδοχικές ανακαλύψεις, έχουν καταφέρει να παρασκευάζουν "φιλμ" αυτού του υλικού με πάχος μόλις ένα άτομο. Το φιλμ συνίσταται σε μια εξαγωνική διάταξη μορίων άνθρακα και έχει ποικίλα πλεονεκτήματα, όπως ότι είναι εύκαμπτο, διαφανές και φθηνό.

Μέχρι στιγμής, το γραφένιο δεν φαίνεται ικανό να αντικαταστήσει τα σημερινά τρανζίστορ CMOS, που αποτελούν τη βάση όλων των μικροεπεξεργαστών και των μνημών των ηλεκτρονικών υπολογιστών και των καταναλωτικών ηλεκτρονικών συσκευών. Το γραφένιο δεν έχει τις ίδιες φυσικές ιδιότητες με τα υλικά των παραδοσιακών ημιαγωγών και δεν μπορεί -ακόμα τουλάχιστον- να πετύχει τα ίδια πράγματα με ένα συμβατικό τρανζίστορ. Όμως η βιομηχανία ημιαγωγών -στην Ευρώπη και την Ασία ακόμη περισσότερο από ό,τι τις ΗΠΑ- το θεωρεί πολλά υποσχόμενο και επενδύει σε αυτό, καθώς, όπως δήλωσε ο Φαίδων Αβούρης, η ενσωμάτωση των συγκριτικά φθηνότερων κυκλωμάτων γραφένιου μπορεί στο μέλλον να μειώσει τις τιμές πολλών ηλεκτρονικών συσκευών.

Ο Φαίδων Αβούρης γεννήθηκε το 1945 στην Ελλάδα και αποφοίτησε από το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, ενώ πήρε το διδακτορικό του στην Φυσικοχημεία από το πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν το 1974. Έκανε την μεταδιδακτορική του έρευνα στο πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια-Λος Άντζελες (UCLA) και μετά εργάστηκε ως ερευνητής στα Εργαστήρια Bell της AT&T. Το 1978 μεταπήδησε στην ΙΒΜ, όπου και παραμένει μέχρι σήμερα ως κορυφαίος ερευνητής, επικεφαλής του τομέα νανοεπιστήμης και νανοτεχνολογίας, όπου θεωρείται πρωτοπόρος σε διεθνές επίπεδο. Έχει επίσης διατελέσει καθηγητής στα πανεπιστήμια Κολούμπια και Ιλινόις.

Η θεωρητική (βασική) και πειραματική (εφαρμοσμένη) έρευνά του εστιάζεται στις ηλεκτρικές, οπτικές και οπτοηλεκτρονικές ιδιότητες των νανοσωλήνων άνθρακα και του γραφένιου, έχοντας δημοσιεύσει περισσότερες από 360 επιστημονικές εργασίες πάνω σε αυτά τα θέματα. Το 1998, η ομάδα του στην ΙΒΜ παρουσίασε το πρώτο στον κόσμο μοριακό τρανζίστορ βασισμένο σε νανοσωλήνες άνθρακα, το οποίο βελτίωσε περαιτέρω τα επόμενα χρόνια. Ο Φαίδων Αβούρης έχει ανοίξει το δρόμο για μια ενοποιημένη ηλεκτρονική και οπτοηλεκτρονική τεχνολογία με βάση τα υλικά από άνθρακα. Είναι μέλος πολλών επιφανών επιστημονικών και ακαδημαϊκών ενώσεων και έχει βραβευτεί κατ' επανάληψη για το έργο του. =D> =D> =D>

gr--2-thumb-medium.jpg.5ff7e95b79c11848c1a7e06e2e4de48f.jpg

IBM_grafene.jpg.95ab099988e3053a21acd4a2ce6078ec.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 2 εβδομάδες αργότερα...

Ιαπωνικός ξανά ο γρηγορότερος υπολογιστής του κόσμου. :cheesy:

Ο ιαπωνικός σουπερ-υπολογιστής με όνομα “Κ” ξαναέφερε στους Ιάπωνες τον τίτλο του γρηγορότερου υπολογιστή του κόσμου.

Ο νέος υπερυπολογιστής, ονόματι “K” μόλις αναγνωρίστηκε ως ο γρηγορότερος στον κόσμο, με “επίδοση” 8,16 petaflops ή οκτώ χιλιάδες τρισεκατομμύρια μαθηματικές πράξεις ανά δευτερόλεπτο.

Σε απλά μαθηματικά ο “Κ” είναι μόλις 70.000 φορές πιο γρήγορος από μια παιχνιδοκονσόλα x-box και φέρνει έτσι τον τίτλο του γρηγορότερου υπερυπολογιστή πίσω στην χώρα του ανατέλλοντος ηλίου μετά από πέντε χρόνια αμερικανικής και κινεζικής πρωτοκαθεδρίας.

Στη δεύτερη θέση υποχώρησε πλέον ο κινεζικός «Τιανχέ-1 Α» με 2,6 petaflops, ο οποίος ανήκει στο Εθνικό Κέντρο Υπερυπολογιστών στην Τιανζίν, ενώ στην τρίτη βρίσκεται ο αμερικανικός «Τζάγκουαρ» με 1,75 petaflops, τον οποίο κατασκεύασε η Cray για λογαριασμό του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ. Στην πρώτη δεκάδα, πέντε μηχανήματα ανήκουν στις ΗΠΑ, από δύο στην Ιαπωνία και την Κίνα και ένα στη Γαλλία.

Ο “Κ” κατασκευάστηκε από την εταιρία Fujitsu και το Προωθημένο Ινστιτούτο Υπολογιστικής Επιστήμης Riken στο Κόμπε, όπου εγκαταστάθηκε. Περιλαμβάνει συνολικά 68.544 κεντρικούς επεξεργαστές (ο καθένας με οκτώ πυρήνες), διαθέτοντας μία εξελιγμένη τεχνολογία διασύνδεσης αυτών των επεξεργαστών, καθώς και ένα λογισμικό ικανό να αξιοποιεί στο μέγιστο το υλικό, με συνέπεια το μηχάνημα να διαθέτει εντυπωσιακά υψηλή υπολογιστική αποδοτικότητα, της τάξης του 93%, καθώς και την υψηλότερη συνολική ενεργειακή κατανάλωση (9,89 MW).

Το όνομα «Κ» προέρχεται από την ιαπωνική λέξη «Kei», που παραπέμπει στα δέκα petaflops ανά δευτερόλεπτο και οι δημιουργοί του ευελπιστούν ότι τελικά θα πετύχει το μηχάνημά τους, όταν θα τεθεί σε λειτουργία έως το Νοέμβριο του 2012. Ένα Ρetaflop ιδουναμεί με 1.000 Teraflop, δηλαδή με χίλια τρισεκατομμύρια υπολογισμούς το δευτερόλεπτο.

Σύμφωνα με τον πρόεδρο της Fujitsu Ltd, Μιτσιγιόσι Μαζούκα, ο “Κ” ολοκληρώθηκε παρά τις δυσκολίες που δημιούργησε στην προμήθεια εξαρτημάτων ο τελευταίος καταστροφικός σεισμός στην Ιαπωνία. Την προηγούμενη φορά που ένας ιαπωνικός υπολογιστής ήταν πάλι ο Νο 1 στον κόσμο, ήταν ο «Earth Simulator», τον Ιούνιο του 2004.

Η νέα παγκόσμια κατάταξη «Top 500» των υπολογιστικών «τεράτων» (η προηγούμενη είχε γίνει το Νοέμβριο του 2010) ανακοινώθηκε στις 20 Ιουνίου στη 26η Διεθνή Συνδιάσκεψη Υπερυπολογιστών, που πραγματοποιήθηκε στο Αμβούργο της Γερμανίας. Η σχετική λίστα δείχνει ότι πλέον -για πρώτη φορά- και οι δέκα ταχύτεροι υπολογιστές του κόσμου έχουν ξεπεράσει το φράγμα του ενός Petaflop, ενώ άλλοι δέκα ετοιμάζονται να το περάσουν σύντομα, μια σαφής ένδειξη για το πόσο, ολοένα, πιο σκληρός γίνεται ο ανταγωνισμός στους «αιθέρες» των υπολογιστών.

Η συνολική επεξεργαστική ισχύς των 500 ταχύτερων και ισχυρότερων υπολογιστών του πλανήτη, που περιλαμβάνονται στην λίστα «Top 500», έφτασε πλέον τα 58,88 Petaflops έναντι 43,7 Petaflops πριν από έξι μήνες και 32,4 Petaflops πριν ένα χρόνο, μια ακόμα ένδειξη για το πόσο γρήγορα εξελίσσονται ο ανταγωνισμός και η τεχνολογία σε αυτό τον τομέα. Οι περισσότεροι (256) από αυτούς τους 500 «γίγαντες» βρίσκονται στις ΗΠΑ και ακολουθεί η Ευρώπη με 125 (Γερμανία 30, Βρετανία 27, Γαλλία 25) και η Ασία με 103 (Κίνα 62, Ιαπωνία 26). Η λίστα Top 500 δημιουργήθηκε το 1993 και καταρτίζεται από ερευνητές του γερμανικού πανεπιστημίου του Μανχάιμ, του Εθνικού Εργαστηρίου Λόρενς Μπέρκλεϊ των ΗΠΑ και του πανεπιστημίου του Τενεσί. =D> =D> =D>

fujitsu-thumb-medium.jpg.1c0dbce1aca4705bae4e6d6153381f05.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 2 μήνες αργότερα...

Κβαντικό τσιπάκι! :cheesy:

Πριν από τριάντα χρόνια, το 1981, όταν η ΙΒΜ παρουσίασε τον πρώτο της προσωπικό μικροϋπολογιστή, ο κόσμος μας μπήκε στη νέα εποχή της πληροφορικής. Εφέτος, όπως ίσως γράψει η Ιστορία, ο κόσμος περνάει σε εντελώς νέο κεφάλαιο, με την παρουσίαση του πρώτου κβαντικού υπολογιστή που μπορεί αντικαταστήσει τον PC.

Λογικά, μια τέτοια ανακοίνωση θα όφειλε να είναι η πρώτη είδηση παγκοσμίως.

Ο κόσμος μας όμως δεν είναι πια εκείνος του 1981: Τότε ήταν ένας κόσμος διψασμένος για αλλαγή, γεμάτος όνειρα για ευημερία, ειρήνη, ανάπτυξη, ισότητα στις ευκαιρίες... Τώρα είναι ένας κόσμος κουρασμένος, προδομένος από την παγκοσμιοποίηση που του έφερε η εποχή της πληροφορικής. Και, σαν αντανάκλαση αυτού του συγκεχυμένου πλέον κόσμου, το άκουσμα ενός κβαντικού υπολογιστή για τον καθένα μας μοιάζει εξουθενωτικά χαοτική προοπτική. Τι σημαίνει «κβαντικός» υπολογιστής και γιατί μπορεί να είναι κάτι καλύτερο;

To καλοκαίρι που άρχισαν τα κβάντα να μετράνε

Πριν από τις ερμηνείες, ας δούμε τις ειδήσεις που χάραξαν την είσοδό μας στη νέα εποχή. Η πρώτη ήρθε στο ξεκίνημα του καλοκαιριού, την 1η Ιουνίου 2011, και μιλούσε για την πώληση του πρώτου εμπορικά διαθέσιμου κβαντικού υπολογιστή. Τον αγόρασε αντί 10 εκατ. δολαρίων η αμερικανική αμυντική βιομηχανία Lockheed Martin από την καναδέζικη D-Wave Systems. Ο κβαντικός αυτός υπολογιστής, ονόματι D-Wave One, δεν θυμίζει διόλου προσωπικό υπολογιστή: είναι ένας μαύρος κύβος πλευράς 33 μέτρων, που μάλλον θυμίζει τα mainframes της δεκαετίας του '70. Ακόμη και ο τρόπος λειτουργίας του τα θυμίζει, καθώς δεν καταχωρίζει τα προγράμματά του στην ίδια μνήμη με εκείνη των δεδομένων _ όπως κάνουν όλοι οι PC _ και, μάλιστα, εργάζεται ως «βοηθός» ενός κανονικού υπολογιστή. Αλλά τότε γιατί έδωσε όλα αυτά τα εκατομμύρια η Lockheed; Διότι μπορεί να κάνει κάτι που δεν μπορεί κανένας συμβατικός υπολογιστής: παρακολουθεί τη λειτουργία λογισμικού και υλικού στον συμβατικό, μαθαίνει από το ιστορικό αυτής της λειτουργίας και προβλέπει το τι είδους δυσλειτουργία μπορεί να συμβεί.

Το πώς το καταφέρνει αυτό είναι μια ξεχωριστή ιστορία, αλλά για την Ιστορία ας κρατήσουμε το ότι ο πρώτος αυτός κβαντικός υπολογιστής του εμπορίου έχει επεξεργαστή με 128 βρόγχους από κράμα νιοβίου, όπου «ζουν» 128 qubits (quantum bits ή κιούμπιτς), δηλαδή 128 μονάδες κβαντικής πληροφορίας. Το νιόβιο είναι ένα υλικό που μετατρέπεται σε υπεραγωγό όταν ψυχθεί κοντά στο απόλυτο μηδέν και, συνήθως, το συναντά κανείς στους μαγνήτες των μαγνητικών τομογράφων (MRI). Στον D-Wave One, οι βρόγχοι νιοβίου συνδέονται μεταξύ τους _ επίσης με κράμα νιοβίου _ προκειμένου να ελέγχεται η τυχόν μαγνητική επίδραση του ενός qubit στο άλλο. Για την εκτέλεση ενός υπολογισμού, τα μαγνητικά πεδία χρησιμοποιούνται προκειμένου να θέσουν τα qubits σε συγκεκριμένες καταστάσεις (ανοιχτό - κλειστό) και, μετά, για να μετρήσουν τις τελικές τιμές τους.

Από το «τέρας» στο «τσιπάκι»

Ακριβώς στη λήξη του καλοκαιριού, την 1η Σεπτεμβρίου 2011, στο διαδικτυακό περιoδικό Science Express δημοσιεύθηκε η εργασία «Implementing the Quantum von Neumann Architecture with Superconducting Circuits» του ιταλού μεταδιδακτορικού ερευνητή Matteo Mariantoni. Περιέγραφε έναν κβαντικό υπολογιστή που είχε υλοποιηθεί στο Πανεπιστήμιο της Kαλιφόρνιας-Santa Barbara, υπό την επίβλεψη των καθηγητών Φυσικής Andrew N. Cleland και Γιάννη M. Μαρτίνη. Ηταν ολότελα διαφορετικός από το «τέρας» της D-Wave, καθώς είχε εμφάνιση και διαστάσεις ενός μικροεπεξεργαστή! Ακόμη περισσότερο, είχε και την αρχιτεκτονική ενός τέτοιου συμβατικού υπολογιστή _ τη λεγόμενη αρχιτεκτονική von Neumann _, καθ' ότι ενσωμάτωνε την κεντρική μονάδα κβαντικής επεξεργασίας (quCPU) με τη μονάδα κβαντικής μνήμης (quRAM). Πώς τα είχαν καταφέρει;

Οπως εξήγησε αφοπλιστικά σε συνέντευξή του ο Μαριαντόνι, αντί να δομήσουν πανάκριβα «κλουβιά» για τα qubits του, έβαλαν «θάλασσες από ηλεκτρόνια» να παίξουν αυτόν τον ρόλο, μέσα σε κουτάκια πυριτίου. Βέβαια, για να αποκόψουν κάθε «θόρυβο» που θα αποπροσανατόλιζε τα ηλεκτρόνια, αναγκάστηκαν και αυτοί να καταψύξουν τα κυκλώματα. Αυτή είναι μια κατασκευαστική λεπτομέρεια που απομακρύνει το όνειρο της μαζικής παραγωγής, αλλά ο Μαριαντόνι προσδοκά ότι οι βιομηχανίες μικροεπεξεργαστών θα σπεύσουν να χρηματοδοτήσουν την περαιτέρω έρευνα, ώστε να λυθεί το πρόβλημα σύντομα. Αλλωστε, αν θυμηθούμε ότι από την ανακάλυψη του τρανζίστορ (1947) ως το πρώτο εμπορικά διαθέσιμο τρανζίστορ πυριτίου (1954) μεσολάβησαν επτά χρόνια, με τον τωρινό εκθετικό ρυθμό προόδου δεν αποκλείεται να δούμε τέτοια κβαντικά τσιπάκια στα καταστήματα ως το 2015!

ΓΙΑΤΙ ΥΠΕΡΕΧΟΥΝ ΤΑ QUBITS

Η προλεγόμενη «κβαντική εποχή της πληροφορικής» έχει βεβαίως τις ρίζες της στον ορισμό των κβάντων από τον Μαξ Πλανκ και τη μετέπειτα ρεαλιστική εξειδίκευσή τους στα φωτόνια από τον Αϊνστάιν (το 1905). Ωστόσο εκείνος που πρώτος «είδε» την αξιοποίηση των κβάντων στους υπολογισμούς ήταν ο φυσικός Ρίτσαρντ Φάινμαν (Richard Feynman): το 1982 προσπαθούσε να προσομοιώσει απευθείας τις κβαντικές ιδιότητες των σωματιδίων _ και όχι μέσω μαθηματικών προσεγγίσεων. Ωστόσο οι ψευδοτυχαίες ακολουθίες αριθμών που του έδιναν οι υπολογιστές δεν επαρκούσαν για τον σκοπό του. Ετσι ο Φάινμαν κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι συμβατικοί υπολογιστές, όση μνήμη και αν αποκτούσαν, θα παρέμεναν ανεπαρκείς. Ο μόνος τρόπος να συλλάβει κανείς την εγγενή πιθανοτική φύση των κβάντων _ δήλωσε _ θα ήταν να χρησιμοποιήσει έναν υπολογιστή με μονάδες πληροφορίας που θα ήταν και εκείνες κβάντα.

Ας δούμε λοιπόν σε τι διαφέρουν οι συμβατικές από τις κβαντικές μονάδες πληροφορίας. Στον υπολογιστή μας, τα λεγόμενα δυαδικά ψηφία (bits) δεν είναι παρά διακόπτες που είτε είναι ανοιχτοί ή κλειστοί. Εχουν δηλαδή δύο άκρως διακριτές καταστάσεις, σε έναν κόσμο άμεσα κατανοητό και αντιληπτό από εμάς, τους ανθρώπους. Σε έναν κβαντικό υπολογιστή όμως οι κβαντικές μονάδες πληροφορίας, τα qubits, λειτουργούν σαν να ζουν σε... παράλληλα σύμπαντα. Δηλαδή την ίδια στιγμή μπορούν να έχουν και τις δύο τιμές (ανοιχτό/κλειστό, αληθές/ψευδές, ναι/όχι, +/-). Το ποια είναι η μετρήσιμη τιμή τους προκύπτει μόνο όταν δράσουμε πάνω τους (μέτρηση), οπότε λαμβάνουν μία από τις δύο τιμές (κατάσταση υπέρθεσης).

Η δεύτερη πολύ σημαντική ιδιότητα των κβάντων είναι η «πεπλεγμένη αλληλεπίδραση» (entanglement). Δηλαδή, μπορούμε να εξαναγκάσουμε κάποια από αυτά να λειτουργούν ως... φάλαγγα και να παίρνουν τις ίδιες τιμές, μολονότι βρίσκονται χώρια. Οπότε, αν επιδράσουμε σε ένα από αυτά τα πεπλεγμένα κβάντα, επηρεάζονται και όλα τα ταίρια τους.

Οι δύο προαναφερθείσες ιδιότητες των κβάντων αρκούν για να κάνουν μια κολοσσιαία διαφορά στις δυνατότητες υπολογισμών με αυτά. Για παράδειγμα, εκεί που 100 bits μετρούν 100 κομμάτια πληροφορίας ανά στιγμή, τα 100 qubits μετρούν 2 στην 100ή κομμάτια πληροφορίας, πράγμα που ισοδυναμεί περίπου με το 10 ακολουθούμενο από 30 μηδενικά!

Αντιλαμβάνεστε λοιπόν τώρα την πραγματική επεξεργαστική ισχύ που κρύβουν τα 128 qubits του υπολογιστή που αγόρασε η Lockheed. Και... αν δεν ζαλίζεστε εύκολα, θυμηθείτε πρώτα ότι o ταπεινός σας PC έχει σήμερα μνήμη κατ' ελάχιστον 8 δισ. bits (1 GByte), και αναλογιστείτε έπειτα τι θα κάνει αύριο με 8 δισ. qubits!

 

Στην φωτογραφία το πρώτο τσιπάκι κβαντικού μικροϋπολογιστή παρουσιάστηκε στον κόσμο την 1η Σεπτεμβρίου 2011. Σημειώστε αυτή την ημέρα.

8DAEB776D3A912B7BCB93C217608FE72.jpg.4a9d3df9d27309ef92e7894e19fa5927.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 4 εβδομάδες αργότερα...

Το γραφένιο υπόσχεται επανάσταση στην πληροφορική. :cheesy:

Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τους νομπελίστες καθηγητές Αντρέ Γκάιμ και Κόστια Νοβοσέλοφ του πανεπιστημίου του Μάντσεστερ στη Βρετανία, έκαναν ένα ακόμα βήμα για τη δημιουργία μιας νέας γενιάς «τσιπ» ηλεκτρονικών υπολογιστών, τα οποία θα βασίζονται στο νέο υλικό-θαύμα του μέλλοντος, το γραφένιο, που φιλοδοξεί να αντικαταστήσει το πυρίτιο στη βιομηχανία ηλεκτρονικών.

Το γραφένιο, το οποίο θεωρείται το πιο λεπτό, ισχυρό και ηλεκτρικά αγώγιμο υλικό στον κόσμο, έχει τις δυνατότητες να φέρει μια πραγματική επανάσταση στην πληροφορική (και όχι μόνο), για αυτό άλλωστε οι δύο επιστήμονες τιμήθηκαν πέρυσι με το Νόμπελ Φυσικής για την ανακάλυψή τους το 2004.

Τώρα, σε νέα μελέτη τους, που παρουσίασαν στο περιοδικό φυσικής «Nature Physics» οι δύο ρωσικής καταγωγής ερευνητές, μαζί με τον Λεονίντ Πονομαρένκο, για πρώτη φορά αναλύουν με ποιο τρόπο το γραφένιο θα μπορούσε να αξιοποιηθεί μέσα σε ηλεκτρονικά κυκλώματα για την παραγωγή νέου τύπου «τσιπ»

Δημιουργώντας ένα «σάντουιτς» δύο φύλλων γραφενίου με δύο ακόμα φύλλα ενός άλλου υλικού δύο διαστάσεων, του νιτρικού βορίου, δημιουργείται μια δομή τεσσάρων αλλεπάλληλων στρώσεων που έχει τη δυνατότητα να αντικαταστήσει το πυρίτιο των σημερινών «τσιπ». Η δημιουργία του «σάντουιτς» (όπου το νιτρικό βόριο απομονώνει μεταξύ τους τα δύο στρώματα του γραφενίου) επέτρεψε στους ερευνητές για πρώτη φορά να απομονώσουν το γραφένιο και έτσι να μελετήσουν πώς συμπεριφέρεται, όταν δεν δέχεται αρνητικές επιδράσεις από το περιβάλλον. Κατάφεραν έτσι να θέσουν υπό έλεγχο τις ηλεκτρονικές ιδιότητές του με τρόπο που δεν είχε ποτέ επιτευχθεί έως τώρα.

Σύμφωνα με τον Γκάιμ, η νέα μελέτη δείχνει ότι το νέο υλικό συνιστά την καλύτερη και πιο εξελιγμένη πλατφόρμα για τη δημιουργία μιας μελλοντικής γενιάς ηλεκτρονικών με βάση το γραφένιο. Η νέα έρευνα κατόρθωσε να δείξει πως είναι εφικτό να ξεπεραστούν μια σειρά από δυσκολίες και αμφιβολίες σχετικά με τη σταθερότητα, την αξιοπιστία και τη διασφάλιση ποιότητας του γραφενίου, ανοίγοντας πλέον το δρόμο για την πρακτική αξιοποίησή του στο πεδίο των ηλεκτρονικών αντί του πυριτίου. Όπως είπε ο νομπελίστας, είναι θέμα μηνών να δημιουργηθούν πλέον τρανζίστορ από γραφένιο.

Το γραφένιο αποτελείται από ένα μόνο στρώμα ατόμων άνθρακα διατεταγμένων σε εξαγωνικό πλέγμα. Εκτός από νέου τύπου «τσιπ», μπορεί να αξιοποιηθεί μελλοντικά, μεταξύ άλλων, για εύκαμπτες οθόνες αφής κινητών τηλεφώνων και υπολογιστών, για πιο ελαφριά υλικά στα αεροπλάνα, για τηλεοράσεις υψηλής ευκρίνειας λεπτές όσο μια ταπετσαρία και για συνδέσεις με ταχύτητες αστραπή στο διαδίκτυο.

Δεν είναι τυχαίο ότι η βρετανική κυβέρνηση μόλις ανακοίνωσε πως προχωρά σε μια σημαντική επένδυση 50 εκατ. λιρών για τη δημιουργία ενός νέου μεγάλου ερευνητικού κέντρου εξειδικευμένου στην μελέτη του γραφένιου και των εφαρμογών του, ενώ και άλλες χώρες σχεδιάζουν ανάλογες επενδύσεις, καθώς μια νέα τεχνολογική επανάσταση φαίνεται να βρίσκεται ήδη στα πρώτα στάδια της.

10-10-11_410092_1.jpg.77298e47e89c7c473a6edf7748d753d9.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Ο υπερυπολογιστής «Τιτάνας» θα «κυνηγήσει» τις μελλοντικές μορφές ενέργειας. :cheesy:

Η αμερικανική κυβέρνηση ανέθεσε στην εταιρεία κατασκευής υπολογιστών Cray τη δημιουργία του γρηγορότερου ηλεκτρονικού υπολογιστή του κόσμου, με το όνομα «Τιτάνας», ο οποίος θα χρησιμοποιηθεί για την αναζήτηση μορφών ενέργειας του μέλλοντος.

Σε ανακοίνωσή του το Εθνικό Εργαστήριο του υπουργείο Ενέργειας στο Οούκ Ριτζ του Τενεσί, εξηγεί ότι ζήτησε από την εταιρεία να βελτιώσει τις επιδόσεις του υπολογιστή «Τζάγκουαρ» που ήδη διαθέτει.

Οι επιδόσεις του νέου υπολογιστή, με εξαρτήματα τελευταίας τεχνολογίας από τις εταιρείες AMD και NVIDIA θα ξεπερνούν τα 2,3 εκατομμύρια των δισεκατομμυρίων μαθηματικών πράξεων το δευτερόλεπτο (2,3 petaflops) και θα έχει τη δυνατότητα να φτάσει ως τα 10 με 20 petaflops. Οι μετατροπές αυτές θα ολοκληρωθούν το 2013.

Με την ταχύτητα αυτή, ο Τιτάνας «θα είναι δύο φορές πιο γρήγορος και τρεις φορές πιο οικονομικός στην κατανάλωση ενέργειας» από τον γρηγορότερο υπολογιστή του κόσμου σήμερα, ο οποίος βρίσκεται στην Ιαπωνία.

«Όλοι οι τομείς της επιστήμης θα ωφεληθούν από την σημαντική αύξηση της ταχύτητας, η οποία θα ανοίξει το δρόμο σε νέες ανακαλύψεις που μέχρι σήμερα φαίνονταν αδύνατες», τόνισε ο Τζεφ Νίκολς, εκπρόσωπος του Εθνικού Εργαστηρίου.

«Ο Τιτάνας θα χρησιμοποιηθεί για σημαντικά και διαφορετικά ερευνητικά προγράμματα, την ανάπτυξη βιώσιμων βιοκαυσίμων, καταλληλότερους κινητήρες και πυρηνική ενέργεια, αλλά και αποτελεσματικότερη ηλιακή ενέργεια», επισήμανε ο ίδιος.

Το εργαστήριο διευκρίνισε πως ο υπολογιστής θα εργάζεται κυρίως για την παραγωγή βιοκαυσίμων, βιομάζας, την εξεύρεση μεθόδων καύσης καυσίμων που θα μολύνουν λιγότερο το περιβάλλον, την δημιουργία νέων υλών για τα φωτοβολταϊκά συστήματα, ακόμα και τους τρόπους επέκτασης της διάρκειας ζωής των πυρηνικών εργοστασίων.

Η Cray ανακοίνωσε πως το συμβόλαιο με το αμερικανικό υπουργείο Ενέργειας είναι 97 εκατομμύρια δολάρια.

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 1 μήνα αργότερα...

Ιαπωνικός υπερυπολογιστής περνά σε νέα επίπεδα ισχύος. :cheesy:

Ένας υπερυπολογιστής της Fujitsu με την ονομασία «Κ Computer» διατηρεί την πρώτη θέση στη λίστα των 500 ταχύτερων υπολογιστών του κόσμου, το γνωστό Top500.

http://www.top500.org/lists/2011/11

Μάλιστα ο K Computer

http://www.fujitsu.com/global/about/tech/k/

έσπασε το προηγούμενο ρεκόρ που είχε θέσει ο ίδιος και έγινε το πρώτο σύστημα που ξεπερνά

το όριο των 10 petaflop/s, ή δέκα τετράκις εκατομμύρια υπολογισμούς κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο.

Ο υπερυπολογιστής της Fujitsu, που περιλαμβάνει 68.544 επεξεργαστές των οκτώ πυρήνων έκαστος, βρίσκεται στο Προηγμένο Ινστιτούτο Υπολογιστικής Έρευνας RIKEN στο Κόμπε της Ιαπωνίας. Παίρνει το όνομά του από την ιαπωνική λέξη «κέι», που σημαίνει «τετράκις εκατομμύριο».

Τον Ιούνιο του 2011, ενώ ακόμα ήταν ημιτελής, ο ο K Computer πήρε την πρώτη θέση στην κατάταξη Top500 με ταχύτητα 8,16 petaflop/s. Η ισχύς του αναμένεται να αυξηθεί περαιτέρω με την την τελική επέκτασή του το Νοέμβριο του 2012.

Στη δεύτερη θέση του Top500 παραμένει ο κινεζικός υπερυπολογιστής Tianhe-1 με μέγιστη ταχύτητα 2,57 petaflop/s.

Τις υπόλοιπες θέσεις της δεκάδες συμπληρώνουν συστήματα στις ΗΠΑ (από τις εταιρείες IBM, Cray, SGI), την Κίνα (Dawning) και τη Γαλλία (Bull).

Η χώρα με τους περισσότερους υπερυπολογιστές στο Top500 παραμένουν οι ΗΠΑ, ενώ η Κίνα βρίσκεται στη δεύτερη θέση έχοντας ξεπεράσει την Ιαπωνία, τη Βρετανία, τη Γαλλία και η Γερμανία.

Από τα 500 συστήματα, τα 39 χρησιμοποιούν τσιπ επεξεργασίας γραφικών, συνήθως της NVIDIA.

Το 76,8% των 500 υπερυπολογιστών της λίστας χρησιμοποιεί επεξεργαστές Intel

To 62% ήδη χρησιμοποιεί επεξεργαστές με τουλάχιστον έξι πυρήνες

H ΙΒΜ διατηρεί τη μερίδα του λέοντος με 223 συστήματα, ακολουθούμενη από την HP με 140 συστήματα.

Το Top500 ανανεώνεται κάθε έξι μήνες από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Μάινχαϊμ στη Γερμανία, του Πανεπιστημίου του Τενεσί και του Εθνικού Εργαστηρίου «Λόρενς Μπέρκλεϊ» στις ΗΠΑ.

886A701F3FC76C5EE3447DD05CCB4073.jpg.d9dd5c908fc3e5ad7305e42753bfbf5a.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Τσιπ μιμείται τον ανθρώπινο εγκέφαλο. :cheesy:

Αναπαράγει τη δραστηριότητα μιας εγκεφαλικής σύναψης.Ερευνητές του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης ήλθαν ένα βήμα πιο κοντά στο όνειρο ανάπτυξης υπολογιστικών συστημάτων τα οποία θα αναπαράγουν τη δραστηριότητα του ανθρώπινου εγκεφάλου. Οι επιστήμονες σχεδίασαν ένα τσιπ το οποίο μιμείται τον τρόπο με τον οποίο οι ανθρώπινοι νευρώνες αποκρίνονται στις νέες πληροφορίες.

Τέτοιου είδους τσιπ εκτιμάται ότι θα επιτρέψουν κάποια ημέρα την επικοινωνία μεταξύ τεχνητών μελών και του εγκεφάλου ενώ παράλληλα θα ανοίξουν τον δρόμο και για την ανάπτυξη συσκευών τεχνητής νοημοσύνης.

Η πλαστικότητα του εγκεφάλου.

Ο εγκέφαλός μας διαθέτει περί τα 100 δισεκατομμύρια νευρώνες, ο καθένας εκ των οποίων σχηματίζει συνάψεις – πρόκειται για τα σημεία επαφής μεταξύ των νευρώνων που επιτρέπουν τη ροή των πληροφοριών – με πολλούς άλλους νευρώνες. Η διαδικασία αυτή χαρίζει πλαστικότητα στον εγκέφαλο και εκτιμάται ότι κρύβεται πίσω από πολλές σημαντικές εγκεφαλικές λειτουργίες όπως η μάθηση και η μνήμη.

Η ομάδα από το ΜΙΤ υπό τον ερευνητή Τσι-Σανγκ Πουν κατάφερε να σχεδιάσει ένα τσιπ το οποίο αναπαράγει τη δραστηριότητα μιας εγκεφαλικής σύναψης. Η δραστηριότητα στις συνάψεις βασίζεται στα αποκαλούμενα κανάλια ιόντων τα οποία ελέγχουν τη ροή φορτισμένων ατόμων όπως το ασβέστιο, το κάλιο και το νάτριο.

Καλωδίωση ίδια με του εγκεφάλου.

Το τσιπ διαθέτει περί τα 400 τρανζίστορ και έχει «καλωδίωση» η οποία μιμείται εκείνη του εγκεφάλου. Το ρεύμα ρέει μέσα στα τρανζίστορ όπως ακριβώς ρέουν τα ιόντα στα κανάλια εντός των εγκεφαλικών κυττάρων.

«Μπορούμε να αλλάξουμε τις παραμέτρους του συστήματος ώστε αυτό να μιμείται κάθε φορά συγκεκριμένα κανάλια ιόντων. Εχουμε πλέον τον τρόπο ώστε να ‘συλλαμβάνουμε’ κάθε διαδικασία ροής ιόντων που λαμβάνει χώρα μέσα σε έναν νευρώνα» εξήγησε ο δρ Πουν.

Οι ερευνητές του ΜΙΤ σχεδιάζουν να χρησιμοποιήσουν το τσιπ τους για τη δημιουργία συστημάτων που θα αναπαράγουν συγκεκριμένες νευρικές λειτουργίες, όπως για παράδειγμα η οπτική επεξεργασία. Τα συστήματα αυτά θα είναι πολύ ταχύτερα από τους υπολογιστές οι οποίοι χρειάζονται σήμερα ώρες ή ακόμη και ημέρες προκειμένου να κάνουν προσομοίωση ενός και μόνο «μονοπατιού» του εγκεφάλου,.

Εκτιμάται μάλιστα ότι τα τσιπ θα αποδειχθούν κάποια ημέρα ταχύτερα και από την ίδια τη βιολογική διαδικασία που ακολουθεί ο ανθρώπινος εγκέφαλος!

 

Σχόλιο:Η πρόοδος της πληροφορικής είναι τεράστια και αυτο βοηθά αποφασιστικά την γνώση.Ηδη στο CERN χρησιμοποιούν Η/Υ που ισως βγουν στην αγορά το 2012.

4E743B323FAF2643A1AE562A00D57D1E.jpg.a2c7500d05c773621fa9f224e0059852.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 3 εβδομάδες αργότερα...

Νέο υλικό για καλύτερα τσιπάκια. :cheesy:

Ερευνητές στην Ελβετία κατασκεύασαν ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα για υπολογιστές από ένα υλικό που μπορεί να λειτουργήσει ως εναλλακτικό του πυριτίου από τα οποίο κατασκευάζονται σήμερα τα τσιπάκια.

Πρόκειται για τον ημιαγωγό μολυβδαινίτη (MoS2) που υπόσχεται μικρότερα σε μέγεθος και χαμηλότερης κατανάλωσης ενέργειας τσιπάκια.

Το νέο κύκλωμα.

Ερευνητές του Εργαστηρίου Ηλεκτρονικών και Δομών Νανοκλίμακας (LANES) στη Λωζάνη έφτιαξαν ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα χρησιμοποιώντας μολυβδαινίτη, ένα σκούρου χρώματος φυσικό ορυκτό. Οι ερευνητές έφτιαξαν στρώματα μολυβδαινίτη που είναι λεπτότερα από τα στρώματα πυριτίου και τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία μικρότερων σε μέγεθος, πιο εύκαμπτων και λιγότερο ενεργοβόρων τσιπ.

Το βασικό πλεονέκτημα του μολυβδαινίτη (η χημική του ονομασία είναι MoS2) είναι ότι είναι έχει μεγάλη πυκνότητα - ανάλογη με εκείνη του ανοξείδωτου ατσαλιού - αλλά μπορεί να γίνει ιδιαίτερα εύκαμπτο. «Αν πάρεις ένα φύλλο μολυβδαινίτη και το τεντώσεις μπορείς να αυξήσεις το μήκος του κατά 10% που είναι σημαντική επέκταση στις συγκεκριμένες εφαρμογές. Αν προσπαθήσεις να κάνεις το ίδιο με ένα φύλλο πυριτίου το αποτέλεσμα θα είναι να σπάσει σαν γυαλί» αναφέρει ο καθηγητής Άντρας Κις, διευθυντής του LANES. Η έρευνα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση ACS Nano.

Βασικό πλεονέκτημα του μολυβδαινίτη είναι επίσης ότι βρίσκεται σε αφθονία στη φύση.Ο μολυβδαινίτης χρησιμοποιείται ήδη σε λιπαντικά προϊόντα, στις κέρινες επικαλύψεις των οργάνων του σκι αλλά και ως παράγοντας ισχυροποίησης πλαστικών προϊόντων. Το πρωτότυπο κύκλωμα που έφτιαξαν οι ερευνητές ήταν ιδιαίτερα απλό αλλά αποτελεί τη βάση για τη δημιουργία πολύπλοκων κυκλωμάτων.

Παρ' όλα αυτά δεν αναμένεται να αξιοποιηθεί εμπορικά για την κατασκευή κυκλωμάτων πριν περάσουν 10 ή και 20 χρόνια.

Ο μολυβδαινίτης.

Ο μολυβδαινίτης είναι θειούχο ορυκτό του μολυβδαινίου. Οι κρύσταλλοι του μολυβδαινίτη αποτελούνται από ιόντα μολυβδαινίου περικλειόμενα από στρώματα ιόντων θείου. Τα ιόντα αυτά είναι ισχυρά συνδεδεμένα με τα του μολυβδαινίου, αλλά όχι ισχυρά συνδεδεμένα μεταξύ τους, πράγμα που εξηγεί την τόσο χαμηλή σκληρότητα του ορυκτού όσο και τον τέλειο σχισμό.

Επειδή ο μολυβδαινίτης είναι πολύ μαλακός και αποβάφει στο χαρτί, συχνά συγχέεται με τον γραφίτη, από τον οποίο μπορεί να διακριθεί μακροσκοπικά μόνο χάρη στην υψηλότερη πυκνότητά του. Όπως και ο γραφίτης, είναι λιπαρός στην αφή.

Ο ανταγωνισμός του γραφενίου.

Ενα άλλο σπουδαίο υλικό που ενδέχεται να διαδεχθεί το πυρίτιο στην κατασκευή κυκλωμάτων είναι το γραφένιο. Ο μολυβδαινίτης παρουσιάζει ωστόσο ένα βασικό πλεονέκτημα έναντι του γραφενίου: μπορεί να λειτουργήσει σε θερμοκρασία δωματίου,

ενώ το γραφένιο πρέπει να ψυχθεί στους 70 βαθμούς Κέλβιν.

Η συνέχεια στη χρήση ημιαγωγών στις ηλεκτρονικές συσκευές αναμένεται να είναι συναρπαστική.

 

Στην φωτογραφία το ολοκληρωμένο κύκλωμα από μολυβδαινίτη που έφτιαξαν οι ερευνητές.

31414946DE08AA011ED27210AF0A91C1.jpg.a75e61344207e67daba77746089177f9.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Δύο τελείως διαφορετικές ειδήσεις!!! :cheesy: :cheesy: :cheesy:

Σχεδόν οι μισοί Έλληνες δεν έχουν χρησιμοποιήσει ποτέ το Διαδίκτυο. :cheesy:

Το 45% των Ελλήνων δεν έχει χρησιμοποιήσει ποτέ τον Παγκόσμιο Ιστό, και μόνο τα μισά ελληνικά νοικοκυριά ήταν συνδεδεμένα στο Διαδίκτυο το 2011, αποκαλύπτουν επίσημα στοιχεία της Eurostat.

Αυτό σημαίνει ότι η Ελλάδα καταλαμβάνει την τρίτη θέση από το τέλος μεταξύ των 27 χωρών-μελών της ΕΕ : στις τελευταίες θέσεις βρίσκονται η Βουλγαρία, όπου το 46% των πολιτών δεν έχει χρησιμοποιήσει ποτέ το Διαδίκτυο, και η Ρουμανία όπου το αντίστοιχο ποσοστό φτάνει στο 54%.

Τα ποσοστά αφορούν τις ηλιακές ομάδες από 16 έως 74 ετών.

Σε ελαφρώς καλύτερη θέση, όσον αφορά το ποσοστό όσων δεν έχουν χρησιμοποιήσει ποτέ το Internet, βρίσκονται η Κύπρος και η Πορτογαλία, με ποσοστό 41%, ενώ τις κορυφαίες θέσεις καταλαμβάνουν η Σουηδία (5%), η Δανία και η Ολλανδία (και οι δύο με 7%).

Ο στόχος που έχει τεθεί στο πλαίσιο της Ψηφιακής Ατζέντας για την Ευρώπη είναι να μειωθεί το ποσοστό των Ευρωπαίων που δεν έχουν χρησιμοποιήσει ποτέ το Διαδίκτυο στο 15% έως το 2015

Όπως επισημαίνει η ανακοίνωση της Eurostat,

http://europa.eu/rapid/pressReleasesAction.do?reference=STAT/11/188&format=HTML&aged=0&language=EN&guiLanguage=en

το ψηφιακό χάσμα που χωρίζει τον ευρωπαϊκό βορρά από τον φτωχότερο νότο ακόμα διατηρείται, παρόλο που το ποσοστό των συνδεδεμένων ευρωπαϊκών νοικοκυριών αυξήθηκε από το 49% το 2006 στο 73% το 2011.

Το ποσοστό αυτό πέφτει στο 50% ή χαμηλότερα μόνο σε τρεις χώρες: Ελλάδα (50%), Ρουμανία (47%) και Βουλγαρία (45%). ](*,) ](*,) ](*,)

Αυτό σημαίνει ότι, συγκριτικά με τη μέση χώρα της ΕΕ, η Ελλάδα έχει χάσει μια πενταετία όσον αφορά τη διείσδυση της διαδικτυακής πρόσβασης.

Όσον αφορά τις ευρυζωνικές συνδέσεις, η Ελλάδα βρίσκεται και πάλι πολύ κάτω από τον ευρωπαϊκό μέσο όρο του 68%, αφού μόνο το 45% των ελληνικών νοικοκυριών χρησιμοποιούν σήμερα συνδέσεις DSL.

 

Δίκτυα των 186 Gbps θα επιταχύνουν τις ανακαλύψεις στον LHC. :cheesy:

Νέο παγκόσμιο ρεκόρ στην ταχύτητα διαμεταγωγής δεδομένων, στα 186 Gigabit ανά δευτερόλεπτο, πέτυχε σε επίπεδο δοκιμών κοινοπραξία ερευνητικών ιδρυμάτων στις ΗΠΑ και την Ευρώπη. Όπως επισημαίνουν οι ερευνητές, η αύξηση της ταχύτητας στα δίκτυα υπολογιστών έχει κρίσιμη σημασία για ανάλυση του ωκεανού δεδομένων που παράγει ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων του CERN.To νέο ρεκόρ τέθηκε στη διάρκεια του συνεδρίου Supercomputing 2011 που πραγματοποιήθηκε στο Σιάτλ. Χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα που στήθηκε ειδικά για αυτόν το σκοπό. Οι ερευνητές μετέδωσαν δεδομένα με ταχύτητα 98 Gbps από το Πανεπιστήμιο της Βικτόρια της Βρετανικής Κολούμπια σε συνεδριακό κέντρο του Σιάτλ στην πολιτεία της Ουάσινγκτον. Με την ταυτόχρονη μετάδοση δεδομένων στην αντίθετη κατεύθυνση, με ρυθμό 88 Gps, το πείραμα έδωσε μια σταθερή συνδυασμένη ταχύτητα 186 Gbps, καταρρίπτοντας το παγκόσμιο ρεκόρ που είχε θέσει η ίδια ομάδα το 2009, με ταχύτητα 119 Gbps.

To νέο ρεκόρ ισοδυναμεί με τη μεταφορά 100.000 ταινιών Blu-ray (περίπου δύο εκατομμύρια Gigabyte) την ημέρα.

Στο πείραμα συμμετείχαν μεταξύ άλλων το Caltech (Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Καλιφόρνια), τα Πανεπιστήμια της Βικτόρια και του Μίσιγκαν και φυσικά το CERN.

Μέχρι σήμερα, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC), στον οποίο καταγράφηκαν πρόσφατα οι πρώτες ενδείξεις για την ύπαρξη του μποζόνιου του Χιγκς, έχει δώσει μέχρι σήμερα πάνω από 100 Petabyte δεδομένων, ή περίπου 4 εκατομμύρια δίσκους Blu-ray, τα οποία μοιράστηκαν σε 100 κέντρα επεξεργασίας και αποθήκευσης σε όλο τον κόσμο.

«Βασικός στόχος είναι να δώσουμε σε επιστήμονες σε όλο τον κόσμο την ευκαιρία να εργαστούν με τα δεδομένα του LHC» αναφέρει ο Ντέιβιντ Φόστερ, αναπληρωτής διευθυντής υπολογιστικών συστημάτων στο CERN.

Οι μεγάλες ανακαλύψεις που περιμένει η επιστημονική κοινότητα από τον LHC είναι η ανίχνευση δυσδιάκριτων σημάτων μέσα σε ολόκληρους ωκεανούς δεδομένων. Στην πραγματικότητα, ο όγκος της πληροφορίας είναι τόσο μεγάλος ώστε τα συστήματα του επιταχυντή αδυνατούν να αποθηκεύουν όλα τα δεδομένα και χρησιμοποιούν φίλτρα ώστε να καταγράφουν μόνο συγκεκριμένα σήματα.

Όσο μικρότερες είναι οι δυνατότητες των δικτύων που μεταφέρουν τα δεδομένα σε όλο τον κόσμο, τόσο πιο αυστηρά πρέπει να είναι αυτά τα φίλτρα και τόσο μεγαλώνει ο κίνδυνος να χαθούν πολύτιμα δεδομένα χωρίς κανείς να το αντιληφθεί.

ΤΑ ΣΧΟΛΙΑ ΔΙΚΑ ΣΑΣ. :cheesy:

0A5ED96A4453D2C7C0638C24E15736B7.jpg.1fea71ecb100b6bd92a011d13f4ef5eb.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Τσιπάκια που επιδιορθώνονται μόνα τους. :cheesy:

Αμερικανοί ερευνητές κατασκεύασαν ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα το οποίο, όπως υποστηρίζουν, μπορεί να «αυτο-επιδιορθώνεται» σε περίπτωση που υποστεί κάποια ζημιά. Τέτοια ολοκληρωμένα κυκλώματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε ηλεκτρονικές συσκευές αλλά και σε αεροσκάφη ή διαστημόπλοια όπου μια βλάβη μπορεί να έχει καταστροφικά αποτελέσματα.

«Μαγικά» τσιπάκια.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ιλινόι έφτιαξαν ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα το οποίο αν υποστεί μια ρωγμή ή σπάσει μπορεί να επιδιορθώνει άμεσα την ζημιά μόνο του. Για παράδειγμα σε περίπτωση ρωγμής το κύκλωμα απελευθερώνει ένα υγρό μέταλλο που αποκαθιστά την αγωγιμότητά του.

Η διαδικασία επιδιόρθωσης γίνεται σε κλάσματα δευτερολέπτου και έτσι δεν προκαλείται κάποιο ουσιαστικό πρόβλημα λειτουργίας του κυκλώματος και των συστημάτων που υποστηρίζει.

Οι ερευνητές υποστηρίζουν ότι η ανακάλυψη τους θα βρει εφαρμογή στην κατασκευή ηλεκτρονικών συσκευών καθημερινής χρήσης που θα έχουν πολύ μεγάλη διάρκεια ζωής αλλά και στα συστήματα αεροσκαφών και διαστημοπλοίων αυξάνοντας έτσι την ασφάλεια των πτήσεων.

Ο μηχανισμός «επούλωσης»

Οι ερευνητές πειραματίστηκαν με ένα εύτηκτο μείγμα γαλλίου και ινδίου. Πρόκειται για ένα μεταλλικό υλικό υψηλής αγωγιμότητας που λιώνει εύκολα. Τοποθέτησαν το υλικό μέσα σε μικροκάψουλες διαμέτρου 0.01 και 0.02 χιλιοστών τις οποίες ενσωμάτωσαν σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που κατασκεύασαν οι ίδιοι.

Οι μικροκάψουλες τοποθετήθηκαν με τρόπο τέτοιο ώστε να «σπάνε» μόλις... αντιληφθούν την παραμικρή βλάβη στο κύκλωμα και να εκλύουν το υγρό επιδιόρθωσης στις «πληγείσες» περιοχές. Πειράματα έδειξαν ότι η τεχνική ήταν αποτελεσματική αφού οι μικροκάψουλες επιδιόρθωναν το οποιοδήποτε πρόβλημα χωρίς να προκαλείται διακοπή λειτουργίας του κυκλώματος.

Στην συνέχεια οι επιστήμονες από το Ιλινόι έφτιαξαν πολλά ολοκληρωμένα κυκλώματα με ικανότητα «αυτο-επιδιόρθωσης» και τα τοποθέτησαν σε διάφορες συσκευές παρακολουθώντας την λειτουργία τους για διάστημα τεσσάρων μηνών. Όπως αναφέρουν, σε όλο αυτό το χρονικό διάστημα δεν παρατηρήθηκε κανένα απολύτως πρόβλημα στη λειτουργία τους. Η έρευνα δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό «Advanced Materials».

Στη φωτογραφία απεικονίζονται οι μικροκάψουλες που περιέχουν το υγρό επιδιόρθωσης των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων τα οποία έχουν υποστεί κάποια βλάβη.

F5412E44C346F7AF46A25C405D8484DD.jpg.07cd6fa41aae1e06045971d92dd736d1.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 3 εβδομάδες αργότερα...

Ο Νόμος του Μουρ θα ισχύει για πολύ ακόμα, δείχνουν κυκλώματα σε νανοκλίμακα. :cheesy:

Σε αντίθεση με προηγούμενες προβλέψεις, ο λεγόμενος Νόμος του Μουρ, σύμφωνα με τον οποίο η πυκνότητα των τρανζίστορ στα μικροτσίπ διπλασιάζεται κάθε δύο χρόνια, θα συνεχίσει να ισχύει για πολλά ακόμα χρόνια: Αμερικανοί ερευνητές αναφέρουν στο Science

http://www.sciencemag.org/content/335/6064/64

ότι η σμίκρυνση των κυκλωμάτων δεν προσκρούει σε κβαντικά εμπόδια.

Σύμφωνα με τη νέα δημοσίευση, κυκλώματα με καλωδιώσεις πάχους 1,5 έως 11 μικρομέτρων άγουν το ηλεκτρισμό ακριβώς όπως οι παχύτερες καλωδιώσεις των σημερινών τσιπ.

Η μελέτη δείχνει να διαψεύδει προηγούμενες εκτιμήσεις, σύμφωνα με τις οποίες η ηλεκτρική αντίσταση των καλωδίων αυξάνεται εκθετικά, λόγω κβαντικών φαινομένων, όταν το πάχος τους μειωθεί κάτω από τα 10 νανόμετρα. Αυτό θα σήμαινε ότι η σμίκρυνση των τσιπ θα έφτανε σύντομα στα όριά της.

Το θέμα έχει κρίσιμη σημασία, δεδομένου ότι στη νεότερη γενιά επεξεργαστών της Intel ορισμένα βασικά στοιχεία έχουν μήκος μόλις 22 νανόμετρα -η απόσταση αυτή είναι μόλις 100 φορές μικρότερη από την απόσταση που χωρίζει τα άτομα μεταξύ τους, επισημαίνει το Nature.com.

http://www.nature.com/news/nanoscale-wires-defy-quantum-predictions-1.9747

Προκειμένου να δημιουργήσει καλώδια σε ατομική κλίμακα, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Νέας Νότιας Ουαλίας χρησιμοποίησαν ένα μικροσκόπιο ατομικής σήραγγας, ένα όργανο που μπορεί όχι μόνο να απεικονίζει μεμονωμένα άτομα, αλλά και να τα μετακινεί πάνω σε επιφάνειες.

Οι ερευνητές δημιούργησαν έτσι καλώδια από άτομα φωσφόρου που είχαν διαταχθεί με ακρίβεια πάνω σε μια πλάκα πυριτίου.

Το πάχος των καλωδίων αυτών κυμαινόταν από 1,5 έως 11 νανόμετρα, ωστόσο τα πειράματα έδειξαν ότι η ηλεκτρική τους αντίσταση δεν διέφερε σημαντικά.

Αυτό σημαίνει ότι στο προσεχές τουλάχιστον μέλλον τα τσιπ θα συνεχίσουν να υπακούν στο Νόμο του Ωμ της Φυσικής, ο οποίος συνδέει την τάση, την ένταση και την αντίσταση των κυκλωμάτων.

Και εφόσον ο Νόμος του Ωμ θα συνεχίσει να ισχύει, οι κατασκευαστές ημιαγωγών μπορούν να ελπίζουν ότι θα συνεχίσει να ισχύει και ο Νόμος του Μουρ.

9C6722FD42AC4960449479BCFCB485CD.jpg.8c7ab533ca6e3f8b42d0a7f638f54114.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Αποθήκευση πληροφορίας σε μόλις 12 άτομα πέτυχαν ερευνητές της IBM. :cheesy:

Η IBM Research παρουσίασε τη μικρότερη μονάδα αποθήκευσης δεδομένων που έχει αναπτυχθεί ως σήμερα, μια πειραματική διάταξη που αποθηκεύει 1 bit πληροφορίας σε 12 μόλις άτομα σιδήρου.

Συγκριτικά, οι σημερινοί σκληροί δίσκοι και οι μνήμες flash χρειάζονται γύρω στο ένα εκατομμύριο άτομα για να εκτελέσουν την ίδια λειτουργία.

Όπως γράφουν οι ερευνητές στο κορυφαίο περιοδικό Science, η νέα τεχνολογία, βασισμένη σε μια εξωτική μορφή μαγνητισμού που ονομάζεται «αντισιδηρομαγνητισμός», θα επιτρέψει στο μέλλον την αύξηση της πυκνότητας των δεδομένων κατά 100 φορές.

Σήμερα, η αποθηκευτική ικανότητα των σκληρών δίσκων διπλασιάζεται κάθε περίπου δύο χρόνια, ακολουθώντας τον λεγόμενο Νόμο του Μουρ, στον οποίο υπακούν τα ηλεκτρονικά κυκλώματα. Ωστόσο, η σμίκρυνση των στοιχείων μαγνητικής αποθήκευσης δεν μπορεί να συνεχιστεί επ' αόριστον με αυτό το ρυθμό, καθώς αναμένεται να συναντήσει εμπόδια από κβαντικά φαινόμενα που εκδηλώνονται σε ατομική κλίμακα.

Ο Σεμπάστιαν Λοθ και οι συνεργάτες του στα ερευνητικά εργαστήρια της IBM ήθελαν να εξετάσουν ποια είναι η ελάχιστη ποσότητα ύλης στην οποία μπορεί να αποθηκευτεί ένα bit πληροφορίας (κάθε bit μπορεί να λάβει δύο τιμές, «0» ή «1»).

Το όριο στο οποίο έφτασαν οι ερευνητές ήταν τα 12 άτομα -κάτω από αυτό το όριο, η πληροφορία χάνεται με τυχαίο τρόπο λόγω κβαντικών φαινομένων.

Συγκεκριμένα, η IBM Research ανέπτυξε ένα σύστημα στο οποίο 8 bit των 12 ατόμων το καθένα συνδυάζονται στο ίδιο κύκλωμα και σχηματίζουν ένα byte (ένα byte ισούται με 8 bit και αντιστοιχεί στην πληροφορία που περιέχει ένας αλφαριθμητικός χαρακτήρας).

Το σύστημα, αποτελούμενο από συνολικά 96 άτομα σιδήρου, χρησιμοποιήθηκε για να αποθηκευτεί γράμμα προς γράμμα η λέξη Think (Σκέψου), το παλιό εταιρικό σλόγκαν της IBM.

Το μυστικό της επιτυχίας ήταν ότι οι ερευνητές δεν χρησιμοποίησαν τα συμβατικά, σιδηρομαγνητικά υλικά. Στα υλικά αυτά, το μαγνητικό πεδίο που θα δημιουργούσε ένα bit τόσο μικρών διαστάσεων θα επηρέαζε τη μαγνητική κατάσταση των γειτονικών bit και θα αλλοίωνε έτσι την πληροφορία. Συγκεκριμένα, στα σιδηρομαγνητικά υλικά, το σπιν (η μαγνητική κατάσταση) κάθε ατόμου αναγκάζει τα γειτονικά άτομα να στρέψουν το δικό τους σπιν προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Αντίθετα, στα αντισιδηρομαγνητικά υλικά, το σπιν κάθε ατόμου ευθυγραμμίζεται με το σπιν των γειτονικών ατόμων έτσι ώστε να στρέφεται προς την αντίθετη κατεύθυνση, αντί προς την ίδια.

Οι ερευνητές αξιοποίησαν αυτή τη μαγνητική αλληλεπίδραση των ατόμων ώστε να «σταθεροποιήσουν» την αποθηκευμένη πληροφορία.

Τα άτομα σιδήρου τοποθετήθηκαν ένα-ένα στη θέση τους με τη βοήθεια ενός μικροσκοπίου ατομικής σήραγγας, ενός οργάνου που μπορεί να απεικονίζει και να μετακινεί μεμονωμένα άτομα.

Η τεχνική αυτή θα ήταν δύσκολο να εφαρμοστεί σήμερα σε βιομηχανική κλίμακα. Επιπλέον, η πειραματική διάταξη λειτουργεί αποτελεσματικά μόνο σε χαμηλές θερμοκρασίες.

Παρά τα προβλήματα, πάντως, οι ερευνητές αισιοδοξούν ότι συστήματα που αποθηκεύουν ένα bit δεδομένων σε 200 με 300 άτομα θα παραμένουν σταθερά σε θερμοκρασία δωματίου και θα αξιοποιηθούν σύντομα σε πρακτικό επίπεδο.

9D6D9D3EE4D0CFA65A157AF20F52EAE2.jpg.98eb0066b80bb82ac4632efa860d599b.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Ο πρώτος ασφαλής κβαντικός υπολογιστής. :cheesy:

Απόλυτη ασφάλεια σε ένα κβαντικό σύννεφο; Αυτό υπόσχεται ένας «τυφλός» κβαντικός υπολογιστής ο οποίος λειτουργεί χωρίς ούτε καν να «βλέπει» τα δεδομένα του. Αν και απέχουμε ακόμη πολύ από την ανάπτυξη ενός πλήρως λειτουργικού υπολογιστή του είδους – όπως και από αυτήν ενός «quCloud» – η ανακάλυψη μας φέρνει ένα σημαντικό βήμα πιο κοντά στην υλοποίηση ενός κβαντικού υπερκυβερνοχώρου.

Η νέα τεχνική, η οποία εμπίπτει σε αυτό που αποκαλούμε «κβαντική κρυπτογραφία», εξασφαλίζει την προστασία των δεδομένων συνδυάζοντας τις αρχές του κβαντικού συσχετισμού (ή κβαντικής διεμπλοκής) με αυτές της φαινομενικής τυχαιότητας. Θα επιτρέψει στους μελλοντικούς χρήστες να χρησιμοποιούν εξ αποστάσεως κβαντικούς υπολογιστές και κβαντικές εκδοχές «νεφών» σαν το «iCloud» με απόλυτη ασφάλεια.

Τυφλός κβαντικός υπολογισμός.

Αν και η ιδέα του συνδυασμού των δυο παραπάνω αρχών – ο «τυφλός κβαντικός υπολογισμός» όπως ονομάζεται – έχει διατυπωθεί θεωρητικά από το 2009 είναι η πρώτη φορά που κάτι τέτοιο επιτυγχάνεται στην πράξη, από μια διεθνή ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον πρωτοπόρο των κβαντικών υπολογιστών Αντον Τσέλινγκερ του Πανεπιστημίου της Βιέννης.

Όπως περιγράφεται σε μελέτη που δημοσιεύθηκε

http://www.sciencemag.org/content/335/6066/303

στην επιθεώρηση «Science» οι ερευνητές χρησιμοποιώντας ως βάση έναν κβαντικό υπολογιστή φωτονίων, δημιούργησαν σειρές φωτονίων οι οποίες φαινομενικά μοιάζουν τυχαίες αλλά στην ουσία αποτελούν κωδικοποιημένες εκδοχές δυο διαφορετικών προγραμμάτων – του αλγορίθμου Ντόιτς-Γιόσα και του αλγορίθμου Γκρόβερ.

Αυτές οι σειρές φωτονίων διοχετεύθηκαν στον κβαντικό υπολογιστή ο οποίος «έτρεξε» μεν κανονικά τα προγράμματα αλλά, επειδή οι αλγόριθμοι ήταν κωδικοποιημένοι, κανείς δεν ήταν σε θέση να «δει» τι ακριβώς γινόταν. Γι’ αυτό και οι ειδικοί μιλάνε για έναν «τυφλό» υπολογιστή ο οποίος δεν είναι σε θέση να δει τα ίδια τα δεδομένα του. Αυτά μπορούν να «διαβαστούν» μόνον αν αποκωδικοποιηθούν και ελεγχθούν – κάτι το οποίο γίνεται αμέσως αντιληπτό.

Προς ένα ασφαλές «quCloud»

Οι κβαντικοί υπολογιστές, οι οποίοι λειτουργούν με «qubits» ή κβαντικά bits, εκμεταλλεύονται την ιδιότητα των κβαντικών σωματιδίων να βρίσκονται ταυτόχρονα σε περισσότερες από μια καταστάσεις. Αυτό τους καθιστά απίστευτα πιο ισχυρούς και γρήγορους από τους υπάρχοντες υπολογιστές, δίνοντάς τους τη δυνατότητα να ελέγχουν ταυτόχρονα πολλές δυνατές λύσεις σε κάθε πρόβλημα.

Προς το παρόν ωστόσο οι επιστήμονες δεν έχουν κατορθώσει να αναπτύξουν έναν λειτουργικό κβαντικό υπολογιστή. Αν κάποτε το επιτύχουν, ένας τέτοιος «υπερυπολογιστής» θα είναι υπερβολικά ακριβός – δυσπρόσιτος ακόμη και για «ανθηρούς» κρατικούς προϋπολογισμούς, πόσω μάλλον για απλούς πολίτες.

Για τον λόγο αυτόν, αν το κβαντικό υπολογιστικό μέλλον γίνει πραγματικότητα, οι ειδικοί θεωρούν ότι, τουλάχιστον στις πρώτες φάσεις του, θα υπάρχουν ελάχιστοι κβαντικοί υπολογιστές οι οποίοι θα «νοικιάζουν» τον χρόνο τους σε πολλούς χρήστες ανά τον κόσμο. Αυτό εγείρει το ζήτημα της εξασφάλισης της μυστικότητας και της προστασίας των δεδομένων των εξ αποστάσεων χρηστών. Μια λύση σε αυτό το πρόβλημα προσφέρει ο «τυφλός κβαντικός υπολογισμός» και η ανακάλυψη των ερευνητών του Πανεπιστημίου της Ζυρίχης.

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

100 χρόνια από την γέννηση του Alan Turing τον πατέρα της επιστήμης των υπολογιστών. :cheesy:

Το 2012 συμπληρώνονται εκατό χρόνια από την γέννηση του Alan Mathison Turing, ο οποίος θεωρείται ο πατέρας της επιστήμης των υπολογιστών και της τεχνητής νοημοσύνης. Έθεσε τις βάσεις για τη δημιουργία των υπολογιστών, με τη θεμελιώδη δουλειά του στην έννοια του αλγορίθμου αλλά και της μηχανής Turing.

Εξελίσσοντας ακόμα περισσότερο την ιδέα του αλγορίθμου, δημιούργησε και τα πρώτα προγράμματα τα οποία ήταν κατάλληλα για να διαβαστούν από μια μηχανή.

Για την ακρίβεια, “έγραφε” προγράμματα σε μορφή διάτρητων ταινιών, τις οποίες “διάβαζε” σειριακά μια μηχανή, η οποία σύμφωνα με αυτό που διάβαζε, εκτελούσε μια ενέργεια.

Η πρώτη αυτή νοητή μηχανή που την δημιούργησε το 1937 και την ονόμασε Αυτόματη Μηχανή, είναι ο σημερινός υπολογιστής και οι διάτρητες ταινίες είναι πλέον τα σύγχρονα προγράμματα. Παρά την τεράστια εξέλιξη στην επιστήμη των υπολογιστών τις τελευταίες δεκαετίες, βλέπετε ότι η αρχή παραμένει η ίδια.

Η μηχανή που ονομάστηκε μηχανή του Turing (Turing Machine) διδάσκεται μέχρι σήμερα στα πανεπιστήμια Πληροφορικής σε όλο τον κόσμο. Στην ουσία επρόκειτο για ένα νοητικό πείραμα με το οποίο όμως μέχρι και σήμερα, βασιζόμενοι στις αρχές του, μπορούμε να δούμε τα όρια της μηχανής (ενός μηχανήματος, ενός η/υ) όσων αφορά την νοημοσύνη του, στην ουσία δηλαδή, την σημερινά ονομαζόμενη “Τεχνητή Νοημοσύνη”.

Εργάστηκε στο Εθνικό Εργαστήριο Φυσικής όπου έφτιαξε τα σχέδια για έναν από τους πρώτους υπολογιστές με αποθηκευμένα προγράμματα, τον ACE, o οποίος ποτέ δεν ολοκληρώθηκε στην πλήρη μορφή του. Το 1948 μετέβη στο πανεπιστήμιο του Manchester όπου εργάστηκε πάνω στη δημιουργία και εξέλιξη ενός πλέον από τους γνωστότερους πρώτους υπολογιστές τον MARK 1.

Σημαντική ήταν και η συμβολή του κατά τη διάρκεια του Β’ Παγκοσμίου πολέμου κατά τη διάρκεια του οποίου είχε εγκατασταθεί στο Bletchley Park, το κέντρο αποκρυπτογράφησης της Αγγλίας και για ένα διάστημα διετέλεσε επικεφαλής της ομάδας Hut 8, η οποία ήταν υπεύθυνη για την κρυπτανάλυση των σημάτων των Γερμανικών ναυτικών δυνάμεων.

Ανέπτυξε πολλές τεχνικές πάνω στην κρυπτανάλυση και “έσπασε” πολλούς κωδικούς των Γερμανών καθώς επίσης και της μηχανής Enigma, μιας ειδικής γραφομηχανής που είχαν εφεύρει οι Γερμανοί επιστήμονες της εποχής για την κρυπτογράφηση των μηνυμάτων τους, της οποίας η αποκρυπτογράφηση ήταν εξαιρετικά δύσκολη.

Το 1948, ο Τούρινγκ, συνεργάζεται με τον προηγούμενο προπτυχιακό συνάδελφό του, Champernowne και αρχίζει ένα πρόγραμμα σκακιού για έναν υπολογιστή που δεν έχει υλοποιηθεί ακόμα. Το 1952, χωρίς έναν υπολογιστή αρκετά ισχυρό να εκτελέσει το πρόγραμμα, ο Τούρινγκ έπαιξε ένα παιχνίδι στο οποίο μιμήθηκε τον υπολογιστή, σκεπτόμενος για μισή ώρα ανά κίνηση. Το παιχνίδι καταγράφηκε και το πρόγραμμα έχασε από έναν συνάδελφο του Τούρινγκ. Εντούτοις, λέγεται ότι το πρόγραμμα κέρδισε ένα παιχνίδι ενάντια στη σύζυγο του Champernowne.

Το 1952 εξέδωσε το πρώτο μέρος της θεωρητικής μελέτης του για τη μορφογένεση, την ανάπτυξη σχεδίου και μορφής στους ζωντανούς οργανισμούς.

Την ίδια χρονιά, ο Turing συνελήφθη για παραβίαση του νόμου για την ομοφυλοφιλία, όταν ανέφερε σε αστυνομικούς την ομοφυλοφιλική του σχέση. Είχε καταφύγει στην αστυνομία επειδή είχε απειληθεί με εκβιασμό. Δικάστηκε με την κατηγορία της ομοφυλοφιλίας στις 31 Μαρτίου 1952, χωρίς να δεχτεί υπεράσπιση. Καταδικάστηκε και η επιλογή που του δόθηκε ήταν είτε να πάει στη φυλακή είτε να κάνει ενέσεις οιστρογόνων για ένα χρόνο. Δέχτηκε το δεύτερο και επέστρεψε σε μία ευρεία γκάμα ακαδημαϊκών επιδιώξεων. Όχι μόνο συνέχισε την έρευνά του πάνω στη μορφογένεση, αλλά επίσης δούλεψε σε νέες ιδέες στην κβαντική θεωρία και στη θεωρία της σχετικότητας.

Ο Turing πέθανε στις 7 Ιουνίου 1954 στα 42 του χρόνια από δηλητηρίαση ενώ διεξήγαγε πειράματα στην ηλεκτρόλυση. Ένα μισοφαγωμένο μήλο που βρέθηκε δίπλα του αποδείχτηκε ότι περιείχε κυάνιο. Η σχετική έρευνα κατέληξε στην εκδοχή της αυτοκτονίας αλλά η μητέρα του πάντοτε υποστήριζε ότι επρόκειτο για ατύχημα.

Η διεθνής κοινότητα, εις μνήμην του, έχει καθιερώσει το βραβείο Turing, το οποίο απονέμεται ετησίως σε εξαίρετους επιστήμονες των υπολογιστών και θεωρείται το Nobel της Πληροφορικής.

Alan_Turing.jpg.f24697687478b8e7055fc34a50651aca.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

  • 4 εβδομάδες αργότερα...

Bιολογικό κομπιούτερ αποκρυπτογραφεί εικόνες. :cheesy:

Αμερικανοί και Ισραηλινοί επιστήμονες, δημιούργησαν ένα βιολογικό κομπιούτερ, κατασκευασμένο αποκλειστικά από βιομόρια, που είναι ικανό να αποκρυπτογραφεί εικόνες κωδικοποιημένες σε «τσιπ» από DNA.

Αν και το DNA έχει χρησιμοποιηθεί ξανά στο παρελθόν για κρυπτογράφηση δεδομένων, είναι η πρώτη φορά που επιτυγχάνεται η ανάπτυξη ενός μοριακού κρυπτογραφικού συστήματος εικόνων, με βάση έναν «υπολογιστή» DNA.

Πρόκειται για ένα ακόμα βήμα στον «γάμο» ανάμεσα στη βιολογία και στην επιστήμη των υπολογιστών.

Οι ερευνητές του Ινστιτούτου Ερευνών Scripps της Καλιφόρνιας

http://www.scripps.edu/

και του Ινστιτούτου Τεχνολογίας Technion του Ισραήλ,

http://www1.technion.ac.il/en

με επικεφαλής τον καθηγητή Εχούντ Κεϊνάν, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο γερμανικό περιοδικό για θέματα χημείας «Angewandte Chemie»,

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201107156/abstract

χρησιμοποίησαν το κατάλληλο λογισμικό στον βιολογικό υπολογιστή και μπόρεσαν να αποκρυπτογραφήσουν μια σειρά από εικόνες.

Οι παραδοσιακοί υπολογιστές, οι οποίοι είναι ηλεκτρονικοί, αποτελούν μηχανήματα από μέταλλα και πλαστικό που χειρίζονται ηλεκτρονικά σήματα εισόδου και εξόδου με το κατάλληλο λογισμικό, δηλαδή με μια διαδοχή εντολών που δίδεται στο μηχάνημα με την μορφή ηλεκτρονικών σημάτων.

Στην περίπτωση των βιολογικών κομπιούτερ, όλα τα βασικά συστατικά (υλικό, λογισμικό, σήματα εισόδου- εξόδου) είναι μόρια.

Από μια άποψη, άλλωστε, όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί- και οι άνθρωποι- δεν είναι παρά βιολογικοί υπολογιστές. Σε ένα βιολογικό κομπιούτερ, τόσο το υλικό (hardware), όσο και το λογισμικό (software), είναι πολύπλοκα βιολογικά μόρια που ενεργοποιούν το ένα το άλλο, έτσι ώστε τελικά να επιτελέσουν ένα προκαθορισμένο χημικό έργο. Το αρχικό «σήμα εισόδου» είναι ένα μόριο, το οποίο στη συνέχεια, με τη βοήθεια ενός «λογισμικού», υφίσταται μια σειρά από αλλαγές, ώσπου τελικά προκύπτει στην «έξοδο» ένα διαφορετικό βιομόριο.

Από εξωτερική σκοπιά, ένα βιολογικό κομπιούτερ δεν είναι παρά ένα διάλυμα χημικών στοιχείων σε έναν δοκιμαστικό σωλήνα. Διάφορα μικρά μόρια DNA ανακατεύονται με επιλεγμένα ένζυμα DNA και άλλες πρωτεΐνες. Ανάλογα με το ιδιαίτερο μίγμα που έχουν δημιουργήσει, οι επιστήμονες «καθοδηγούν» τη βιοχημική διαδικασία προς ένα συγκεκριμένο επιθυμητό αποτέλεσμα. Ο κρυπτογραφικός βιολογικός υπολογιστής δημιουργήθηκε με βάση τις αρχές του διάσημου Βρετανού μαθηματικού και κρυπτογράφου 'Αλαν Τιούρινγκ.

Τα πειράματα των επιστημόνων έδειξαν ότι ένας πλούτος πληροφοριών μπορεί να αποθηκευτεί και να κρυπτογραφηθεί σε μόρια DNA και μετά να αποκρυπτογραφηθεί.

Η όλη διαδικασία είναι ιδιαίτερα γρήγορη και εκτιμάται, σύμφωνα με τον Κεϊνάν, ότι ο αριθμός των εικόνων, οι οποίες θα είναι δυνατό να κρυπτογραφηθούν σε τσιπ από DNA, θα είναι αστρονομικά μεγάλος. Δεν είναι έτσι παράξενο που ήδη μεγάλες εταιρίες πληροφορικής (και όχι μόνο) έχουν δείξει μεγάλο ενδιαφέρον για την ανάπτυξη βιολογικών υπολογιστικών συστημάτων.

http://www.engadget.com/2012/02/09/biological-computer-can-decode-images-stored-in-dna-chips-appli/

bio_chip.thumb.jpg.67c83b3bbdb243cc87abccb536ae9100.jpg

Ο πλανήτης μας ειναι το λίκνο της ανθρωπότητας.Αλλα κανείς δεν περνάει ολη του τη ζωή στο λίκνο.

Κονσταντίν Εντουάρντοβιτς Τσιολκόφσκι.

Σύνδεσμος για σχόλιο
Κοινή χρήση σε άλλους ιστότοπους

Δημιουργήστε έναν λογαριασμό ή συνδεθείτε για να σχολιάσετε

Πρέπει να είσαι μέλος για να αφήσεις ένα σχόλιο

Δημιουργία λογαριασμού

Εγγραφείτε για έναν νέο λογαριασμό στην κοινότητά μας. Είναι εύκολο!.

Εγγραφή νέου λογαριασμού

Συνδεθείτε

Έχετε ήδη λογαριασμό? Συνδεθείτε εδώ.

Συνδεθείτε τώρα
×
×
  • Δημιουργία νέου...

Σημαντικές πληροφορίες

Όροι χρήσης