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

[Δροσος Γεωργιος]

Τρανζίστορ του ενός ατόμου.

Αυστραλοί και Αμερικανοί φυσικοί κατασκεύασαν το μικρότερο λειτουργικό τρανζίστορ στον κόσμο, που αποτελείται από ένα μόνο άτομο φωσφόρου ενσωματωμένο σε ένα κρύσταλλο πυριτίου. Το επίτευγμα μπορεί να αποτελέσει τον θεμέλιο λίθο για ένα μελλοντικό κβαντικό ηλεκτρονικό υπολογιστή και, γενικότερα, σημαίνει ότι η βασική μονάδα της ύλης, το άτομο, μπορεί να γίνει μελλοντικά η βασική μονάδα και των κομπιούτερ.

Αν και στο παρελθόν, ήδη από το 2002, έχουν δημιουργηθεί και άλλα μονο-ατομικά τρανζίστορ, οι ερευνητές των πανεπιστημίων της Νέας Νότιας Ουαλίας και του Πέρντιου, με επικεφαλής την Μισέλ Σίμονς, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό νανοτεχνολογίας «Nature Nanotechnology», σύμφωνα με το Γαλλικό Πρακτορείο, τους «New York Times» και το «New Scientist», για πρώτη φορά πέτυχαν να δημιουργήσουν μια τόσο μικροσκοπική ηλεκτρονική συσκευή, που να δουλεύει με τόση ακρίβεια, άρα είναι δυνητικά πολύ πιο χρήσιμη από ανάλογες απόπειρες στο παρελθόν.

Το νέο νανο-τρανζίστορ έχει μέχρι και ορατά σημάδια («πύλες») χαραγμένα στην επιφάνειά του, έτσι ώστε οι μηχανικοί να μπορούν να συνδέουν σε αυτό μεταλλικές επαφές και να εφαρμόζουν την αναγκαία ηλεκτρική τάση. Ο χειρισμός του ατόμου φωσφόρου, μέσω λιθογραφικής διαδικασίας, έγινε με υπερεξελιγμένο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σε θάλαμο κενού.

Το μονο-ατομικό τρανζίστορ, που χρειάζεται περαιτέρω βελτίωση, λειτουργεί όμως σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (κάτω του ενός βαθμού Κέλβιν), άρα η μαζική παραγωγή του είναι δύσκολη προς το παρόν.

Τα τρανζίστορ, που ως καλοί αγωγοί ρυθμίζουν τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος, αποτελούν τις βάσεις των «τσιπ» εδώ και πάνω από 50 χρόνια. Ο συνδυασμός των τρανζίστορ σε ένα «τσιπάκι» παράγει λογικά κυκλώματα που εκτελούν υπολογισμούς. Το ζητούμενο για τις εταιρίες παραγωγής επεξεργαστών είναι να χωρέσουν όσα περισσότερα τρανζίστορ σε ένα «τσιπ» για να αυξήσουν την υπολογιστική ισχύ του τελευταίου.

Σήμερα, η μικρότερη δυνατή κλίμακα κατασκευής τρανζίστορ, που έχει καταστεί εφικτή από την αμερικανική Intel, είναι μέχρι τα 22 νανόμετρα (δισεκατομμυριοστά του μέτρου), δηλαδή λιγότερα από 100 άτομα σε διάμετρο.

Ο λεγόμενος «νόμος του Μουρ» υπολογίζει ότι κάθε 18 μήνες περίπου μικραίνουν κι άλλο οι διαστάσεις των εξαρτημάτων στην «καρδιά» ενός υπολογιστή, έτσι ώστε διπλάσια τρανζίστορ να χωράνε στον ίδιο «τσιπάκι», με την ανάλογη αύξηση της ταχύτητας επεξεργασίας δεδομένων.

Αν όντως ο «νόμος» αυτός συνεχίζει να ισχύει, το νέο επίτευγμα δείχνει ότι έως το 2020 τα χρησιμοποιούμενα τρανζίστορ στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές θα έχουν πλέον συρρικνωθεί σε μέγεθος ατόμου.

[Δροσος Γεωργιος]

Χημική μέθοδος φέρνει πιο κοντά τα κυκλώματα από γραφένιο.

Μια νέα μέθοδος για την οξείδωση του γραφενίου θα μπορούσε να επιτρέψει στο μέλλον την αντικατάσταση του πυριτίου που χρησιμοποιείται στα τσιπ από αυτή την παράξενη μορφή άνθρακα.

Το γραφένιο, μια μορφή του άνθρακα συγγενική με τον γραφίτη, αποτελείται από κυψελοειδή φύλλα ατόμων άνθρακα με πάχος ενός ατόμου. Εκτός του ό,τι είναι πιο ανθεκτικό από το ατσάλι, το γραφένιο είναι επίσης καλύτερος αγωγός του ηλεκτρισμού από οποιοδήποτε άλλο γνωστό υλικό.Όμως οι ημιαγωγοί που χρησιμοποιούνται σήμερα για την κατασκευή κυκλωμάτων έχουν πολύ μικρότερη αγωγιμότητα, ενδιάμεση ανάμεσα στους αγωγούς και τους μονωτές.

Για να μπορέσει το γραφένιο να αξιοποιηθεί στην κατασκευή κυκλωμάτων, όπως ελπίζουν σήμερα πολλοί επιστήμονες, πρέπει να βρεθεί ένας τρόπος ώστε η ροή των ηλεκτρονίων να διακόπτεται κατά βούληση.

Για να λυθεί αυτό το πρόβλημα, ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο εργάζονται σήμερα πυρετωδώς για να επινοήσουν μια μέθοδο χημικής τροποποίησης του γραφενίου. Μια από τις τακτικές που ακολουθούν είναι η «μέθοδος του Χάμερς», στην οποία το γραφένιο βυθίζεται σε οξέα και οξειδώνεται.

Τα οξέα, όμως, καταστρέφουν τη δομή του γραφενίου σε ατομικό επίπεδο και το καθιστούν ουσιαστικά άχρηστο.

Τώρα, μια νέα μέθοδος που οξειδώνει το γραφένιο αφήνοντας όμως άθικτη τη δομή του παρουσιάζεται στην επιθεώρηση Nature Chemistry.

http://www.nature.com/nchem/journal/vaop/ncurrent/full/nchem.1269.html

Η νέα μέθοδος αφενός δίνει γραφένιο που διατηρεί την ομοιογένειά του, αφετέρου μπορεί να ρυθμιστεί και να δώσει ένα εύρος ηλεκτρικών ιδιοτήτων.

Για να παράξουν το οξείδιο του γραφενίου, οι ερευνητές τοποθέτησαν φύλλα του υλικού μέσα σε έναν θάλαμο κενού στον οποίο είχε πρώτα διοχετευτεί μοριακό οξυγόνο. Η πυράκτωση ενός νήματος από βολφράμιο, σε θερμοκρασία 1.500 βαθμών Κελσίου, διέσπασε τα μόρια οξυγόνου σε εξαιρετικά δραστικό ατομικό οξυγόνο, το οποίο ενσωματώθηκε στη «σκαλωσιά» του γραφενίου.

Επόμενος στόχος των ερευνητών θα είναι να βελτιώσουν και να τροποποιήσουν τη μέθοδο ώστε να παράξουν υλικά γραφενίου με μια ποικιλία ιδιοτήτων.

«Παραμένει ασαφές το εάν αυτή η μελέτη θα αξιοποιηθεί σε πρακτικές εφαρμογές εν μία νυκτί» παραδέχτηκε ο Μαρκ Χέρσαμ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.

«Φαίνεται όμως ότι είναι ένα βήμα προς τη σωστή κατεύθυνση» είπε.

[Δροσος Γεωργιος]

«Υπεραγώγιμα qubit» φέρνουν πιο κοντά τους κβαντικούς υπολογιστές.

Δύο πειραματικές διατάξεις που παρουσίασε το ερευνητικό τμήμα της IBM δείχνουν να φέρνουν πιο κοντά τους υπολογιστές που αξιοποιούν τις κβαντομηχανικές ιδιότητες της ύλης» για να πετύχουν νέα ρεκόρ επεξεργαστικής ισχύος.

Σε συνέδριο της Αμερικανικής Εταιρείας Φυσικής που πραγματοποιείται στη Βοστόνη, ερευνητές της εταιρείας παρουσίασαν κβαντικές συσκευές που αποτελούνται από υπεραγώγιμα υλικά (υλικά που άγουν το ηλεκτρικό ρεύμα χωρίς καμία αντίσταση), βασισμένα στις κατασκευαστικές τεχνολογίες που χρησιμοποιεί σήμερα η βιομηχανία ημιαγωγών.

Το βασικό χαρακτηριστικό των νέων διατάξεων είναι ότι αυξάνουν τη διάρκεια των «κβαντικών bit», ή qubit για συντομία, στο χρόνο-ρεκόρ των 200 μικροδευτερολέπτων. Δεν ακούγεται βέβαια πολύ, είναι όμως μια εντυπωσιακή βελτίωση αν σκεφτεί κανείς ότι στα πρώτα πειράματα, πριν από περίπου μια δεκαετία, τα qubit κατέρρεαν σε λίγα δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου.

Όταν το 0 συνυπάρχει με το 1

Στους σημερινούς υπολογιστές, η ελάχιστη ποσότητα πληροφορίας είναι το λεγόμενο bit, το οποίο μπορεί να πάρει είτε την τιμή «0» είτε την τιμή «1».

Στον παράξενο κόσμο της κβαντομηχανικής, όμως, τα σωματίδια μπορούν να βρίσκονται σε δύο καταστάσεις ταυτόχρονα. Και αυτό σημαίνει ότι ένα qubit μπορεί να παίρνει τις τιμές «0», «1», ή «0 και 1» ταυτόχρονα.

Η ιδιότητα αυτή θα επέτρεπε στους κβαντικούς υπολογιστές να εκτελούν πολλούς υπολογισμούς ταυτόχρονα και παράλληλα -θα μπορούσαν για παράδειγμα να «σπάνε» κρυπτογραφημένα δεδομένα σχεδόν ακαριαία, εξετάζοντας ταυτόχρονα όλες τις πιθανές λύσεις στο πρόβλημα.

Όπως επισημαίνει η IBM σε ανακοίνωσή της, τα bit πληροφορίας σε έναν κβαντικό υπολογιστή των 250 qubit θα ήταν περισσότερα από όλα τα άτομα στο Σύμπαν.

Η πρώτη από τις δύο συσκευές που παρουσίασε η εταιρεία περιλαμβάνει μόλις ένα qubit, το οποίο αντιστοιχεί σε έναν σχεδόν μικροσκοπικό κόκκο που αιωρείται μέσα σε μια κοιλότητα. Τα σήματα της «τρισδιάστατης» συσκευής διαβάζονται διοχετεύοντας μικροκύματα στους ακροδέκτες.

H δεύτερη συσκευή είναι δισδιάστατη, με την έννοια ότι τα qubit βρίσκονται σε μια επιφάνεια που μοιάζει με συμβατικό τσιπ (και συνδέεται σε ένα PC μέσω καλωδίων). Σε αυτή την περίπτωση, ο αριθμός των qubit αυξάνεται σε 3.

Και στις δύο περιπτώσεις, τα qubit στις πειραματικές διατάξεις διατήρησαν τις κβαντικές τους καταστάσεις για αρκετό χρόνο ώστε να προλάβουν να ολοκληρώσουν απλές λογικές πράξεις.

Στην περίπτωση του δισδιάστατου κυκλώματος, το ποσοστό επιτυχίας στην εκτέλεση των πράξεων έφτασε στο εντυπωσιακό 95%, κυρίως χάρη στην εφαρμογή μεθόδων διόρθωσης λαθών.

Τα λάθη αυτά εμφανίζονται στα κβαντικά συστήματα λόγω παρεμβολών από παράγοντες όπως η θερμότητα, τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία του περιβάλλοντος και τα μικροσκοπικά ελαττώματα των υλικών.

Η αποτελεσματική διόρθωση αυτών των λαθών θα έχει κρίσιμη σημασία για την ανάπτυξη πρακτικών κβαντικών υπολογιστών, προς το παρόν όμως ξεπερνά τις δυνατότητες οποιουδήποτε πειραματικού συστήματος.

Η IBM, πάντως, ελπίζει ότι θα καταφέρει να αυξήσει περαιτέρω το χρόνο ζωής των qubit, να βρει αποτελεσματικό τρόπο για τη διόρθωση των λαθών και, τελικά, να δημιουργήσει συστήματα που περιλαμβάνουν δεκάδες ή και εκατοντάδες qubit.

Όμως χρονοδιάγραμμα για την εμπορική αξιοποίηση της τεχνολογίας ακόμα δεν υπάρχει.

[Δροσος Γεωργιος]

Μνήμη που λειτουργεί με φως υπόσχεται να επιταχύνει το Διαδίκτυο.

O ιαπωνικός γίγαντας των τηλεπικοινωνιών ΝΤΤ παρουσίασε μια συσκευή οπτικής μνήμης, ή o-RΑΜ, η οποία θα μπορούσε να επιταχύνει τη μετάδοση πληροφορίας στη ραχοκοκαλιά του Διαδικτύου.

Το μεγαλύτερο μέρος του Διαδικτύου βασίζεται σήμερα σε οπτικές ίνες, στις οποίες η πληροφορία μεταδίδεται υπό τη μορφή φωτονίων. Το πρόβλημα εμφανίζεται όταν τα δεδομένα φτάνουν στους δρομολογητές των κέντρων δεδομένων, οι οποίοι λειτουργούν με ηλεκτρικά σήματα και απαιτούν τη μετατροπή της πληροφορίας.

Τη λύση θα μπορούσαν να δώσουν δρομολογητές που λειτουργούν με φως αντί με ηλεκτρικά σήματα.

Η τεχνολογία αυτή ήδη υπάρχει, ωστόσο η αξιοποίησή της καθυστερεί λόγω της έλλειψης οπτικής μνήμης.

Ερευνητές της NTT παρουσιάζουν τώρα ένα τσιπ οπτικής μνήμης με μικρή κατανάλωση ενέργειας, το οποίο μπορεί να αποθηκεύει 4 bit πληροφορίας και να τη μεταδίδει με ταχύτητα 20 Gigabit ανά δευτερόλεπτο. Το επίτευγμα παρουσιάζεται στη βρετανική επιθεώρηση Nature Photonics.

http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2012.2.html

Η καρδιά του οπτικού τσιπ είναι ένας «φωτονικός κρύσταλλος», μια λωρίδα από φωτοευαίσθητο υλικό (αρσενικούχο γάλλιο και φωσφίδιο του ινδίου), μήκους περίπου 200 νανομέτρων (δισεκατομμυριοστά του μέτρου). Ανάλογα με την ένταση του φωτός που πέφτει πάνω του, το υλικό μπορεί να γίνεται διαφανές ή αδιαφανές, δύο καταστάσεις που αντιστοιχούν στα «0» και τα «1» της ψηφιακής πληροφορίας.

Τέσσερα τέτοια «κύτταρα» μνήμης συνδυάστηκαν πάνω στο ίδιο τσιπ για να δημιουργηθεί μια συσκευή των 4 bit με κατανάλωση μόλις 30 χιλιοστά του Watt, περίπου 300 φορές μικρότερη από ό,τι σε άλλες πειραματικές οπτικές ίνες.

Επιπλέον, οι φωτοευαίσθητες λωρίδες στη συσκευή της NTT περιβάλλονται από ένα υλικό με υψηλή θερμική αγωγιμότητα. Η διατήρηση της θερμοκρασίας σε σταθερά επίπεδα κατά τη λειτουργία του τσιπ επιτρέπει την αποθήκευση της πληροφορίας για περισσότερο από 10 δευτερόλεπτα, συγκριτικά με μόλις 250 νανοδευτερόλεπτα σε άλλα πειραματικά συστήματα.

Η χωρητικότητα της νέας o-RAM και ο χρόνος διατήρησης της πληροφορίας υστερούν κατά πολλές τάξεις μεγέθους σε σχέση με τις σημερινές μνήμες RAM.

Σε αντίθεση όμως με τους υπολογιστές, οι οπτικοί δρομολογητές δεν χρειάζεται να αποθηκεύουν μεγάλα ποσά πληροφορίας για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Η ΝΤΤ ελπίζει τώρα ότι η χωρητικότητα της μνήμης θα αυξηθεί στα 10 Kilobit μέχρι το 2020 και στο 1 Megabit μέχρι το 2025.

Μπορούμε λοιπόν να ελπίζουμε ότι την επόμενη δεκαετία το Διαδίκτυο θα λειτουργεί με την ταχύτητα του φωτός.

[Δροσος Γεωργιος]

Από τους τελευταίους στην ΕΕ οι Έλληνες στη χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών.

Ένα από τα χαμηλότερα ποσοστά χρήσης ηλεκτρονικών υπολογιστών στην ΕΕ καταγράφει η Ελλάδα, στις ηλικίες 16- 74 ετών, σύμφωνα με στοιχεία της Eurostat.

Για το 2011, μόνο το 59% του πληθυσμού της Ελλάδας, από 16 ως 74 ετών, έχει χρησιμοποιήσει ηλεκτρονικό υπολογιστή. Το ποσοστό αυτό είναι το τρίτο χαμηλότερο στην ΕΕ, μετά τη Ρουμανία (50%) και τη Βουλγαρία (55%). Τα υψηλότερα ποσοστά καταγράφονται στη Σουηδία (96%) και ακολούθως στη Δανία, στο Λουξεμβούργο και στην Ολλανδία (94%).

Το αντίστοιχο ποσοστό στην «ΕΕ των 27» είναι 78%.

Σε ό,τι αφορά τη χρήση υπολογιστών από τους νέους ηλικίας 16- 24 ετών, η Ελλάδα καταγράφει ποσοστό 97%, έναντι 96% που είναι ο ευρωπαϊκός μέσος όρος. Στο 100% ανέρχεται η χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών για τους νέους στην Ολλανδία, την Αυστρία, το Λουξεμβούργο, τη Σουηδία, τη Φινλανδία και τη Μ. Βρετανία. Τα χαμηλότερα ποσοστά καταγράφονται στη Ρουμανία (81%), στη Βουλγαρία (87%) και στην Ιταλία (90%).

Σε ό,τι αφορά τις δεξιότητες των νέων ηλικίας 16- 24 ετών, που χρησιμοποιούν ηλεκτρονικούς υπολογιστές στην Ελλάδα, το 88% έχει αντιγράψει ή μεταφέρει ηλεκτρονικό αρχείο (έναντι 89% στην ΕΕ), το 65% έχει χρησιμοποιήσει βασικές αριθμητικές φόρμουλες σε φύλλα εργασίας (έναντι 67% στην ΕΕ) και το 17% έχει γράψει πρόγραμμα ηλεκτρονικού υπολογιστή (έναντι 20% στην ΕΕ).

Τέλος, στην Ελλάδα, το 4,2% των απόφοιτων τριτοβάθμιας εκπαίδευσης διαθέτει πτυχίο πληροφορικής, έναντι 3,4% στην ΕΕ των 27.

Σχόλιο:Τουλάχιστον οι νέοι προχωρούν καλά και αυτο είναι αισιοδοξο μήνυμα για το μέλλον.

[Δροσος Γεωργιος]

Τα πρώτα τσιπ με τρισδιάστατα τρανζίστορ.

Τους πρώτους επεξεργαστές με τρισδιάστατες πύλες, που ελπίζει ότι θα της ανοίξουν διάπλατα τον δρόμο προς τα smartphone και τα tablet, διέθεσε η Intel.

Οι Ivy Bridge είναι τα πρώτα τσιπ με τις «τρισδιάστατες πύλες» της Intel. Η εταιρεία άλλαξε το σχεδιασμό στο βασικό δομικό στοιχείο των τσιπ, τα τρανζίστορ. Με τους Ivy Bridge υπόσχεται όχι μόνο αυξημένες επιδόσεις αλλά και σημαντικά αυξημένη αυτονομία.

Συγκεκριμένα, Intel ανακοίνωσε 13 τετραπύρηνους επεξεργαστές και στο χρονοδιάγραμμά της αργότερα την άνοιξη έχει νέους διπύρηνους. Οι περισσότεροι από τους νέους Ivy Bridge προορίζονται για υπολογιστές desktop, αν και η Apple αναμένεται να τους αξιοποιήσει στη σειρά MacBook Pro.

Τα laptop τα οποία θα βασίζονται στους επεξεργαστές Ivy Bridge θα έχουν μικρότερη κατανάλωση ενέργειας, βελτιωμένη απόκριση, καλύτερα χαρακτηριστικά ασφαλείας και έξυπνη επεξεργασία γραφικών, έχει δηλώσει η Intel.

Οι επεξεργαστές Ivy Bridge είναι το πρώτο ολοκληρωμένο τσιπ μαζικής παραγωγής της Intel που χρησιμοποιεί την τεχνολογία 22nm και την επαναστατική σχεδίαση τρανζίστορ Tri-Gate, με το σχεδιασμό 3D που παρουσιάστηκε τον Μάιο του 2011.

Ο αντιπρόεδρος της Intel κ. Maloney είχε επίσης, επισημάνει ως συμπληρωματική τη χρήση των τεχνολογιών USB 3.0 και Thunderbolt, «οι οποίες αποτελούν δείγμα της διαρκούς προσπάθειας που κάνει η Intel για την εξέλιξη της πλατφόρμας των PC».

Μετά την οικογένεια Ivy Bridge, οι επεξεργαστές Haswell, οι οποίοι έχουν προγραμματιστεί για το 2013, αποτελούν το τρίτο βήμα προς την υλοποίηση των Ultrabook, «μέσα από την οποία ανακαλύπτουμε το laptop του μέλλοντος, με νέες δυνατότητες, μικρό πάχος, χαμηλό βάρος, καλύτερη απόκριση και αυξημένη ασφάλεια», σύμφωνα με την Intel. Με την οικογένεια Haswell, η Intel υπόσχεται να αλλάξει το ενεργειακό προφίλ των λεγόμενων mainstream laptop, μειώνοντας την κατανάλωση των μικροεπεξεργαστών στο μισό της σημερινής.

Γιατί θεωρούνται επαναστατικό επίτευγμα οι πύλες 3D της Intel

Το επίτευγμα της Intel θεωρείται επαναστατικό όχι μόνο γιατί αλλάζει τον τρόπο σχεδίασης των πυλών (των τρανζίστορ) που έχει παραμείνει ίδιος από το 1959, αλλά γιατί κατάφερε να δώσει νέα πνοή στον Νόμο του Moore (χωρίς να αυξήσει πολύ το κόστος -περί το +3% λέει η εταιρεία).

Ήδη χρόνια πριν οι μηχανικοί προμήνυαν το τέλος του περίφημου νόμου. Η εκτίμηση ανήκε, παραδόξως, σε ερευνητές της Intel. Όπως διαπίστωναν, οι διακόπτες που σηματοδοτούν τα 0 και τα 1 των υπολογιστών μας δεν θα είναι δυνατό να συρρικνωθούν περαιτέρω μετά το 2021. Όμως, η διαρκής σμίκρυνση των τρανζίστορ είναι εκείνη που διατηρεί σε ισχύ τον περίφημο Νόμο του Μoore, από το 1965. Χάρη στα μικρότερα τρανζίστορ, οι επεξεργαστές από την εμφάνισή τους μέχρι σήμερα (σχεδόν κάθε δύο χρόνια διπλασιάζεται η επεξεργαστική ισχύς), γίνονται ολοένα μικρότεροι, ταχύτεροι και φθηνότεροι.

Για πρώτη φορά το 2004, ερευνητές της Intel προέβλεπαν ότι ο νόμος του ιδρυτή και επίτιμου πλέον προέδρου της εταιρείας που εργάζονται έχει όρια. Η μελέτη τους, υπό τον τίτλο «Limits to Binary Logic Switch Scaling-A Gedanken Model», δημοσιεύτηκε το Νοέμβριο του 2003 σε έκδοση του Ινστιτούτου IEEE.

Η θεωρία των ερευνητών καταλήγει στο συμπέρασμα ότι οι κατασκευαστές θα μπορούν να παράγουν τσιπ με τεχνολογία μέχρι και 16 νανομέτρων (και πύλες 5nm). Ένα νανόμετρο είναι ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου και για να αποκτήσουμε (κατά το δυνατό) αίσθηση του μεγέθους του θα μπορούσαμε να πούμε ότι μια ανθρώπινη τρίχα σε αυτή την κλίμακα θα έμοιαζε με.. φουγάρο, αφού έχει διάμετρο 50.000 νανόμετρα! Αν και είναι ασύλληπτο, σήμερα έχουν ήδη αρχίσει να κατασκευάζονται τσιπ στα 45 νανόμετρα και μετά την ανακοίνωση της Intel, στα 22 νανόμετρα.

Σύμφωνα με τις πιο απαισιόδοξες εκτιμήσεις τότε, θα φτάναμε στο φράγμα των 16nm το 2013 και το 2015 δεν θα είναι δυνατό να επιτευχθεί περαιτέρω βελτίωση. Λιγότερο απαισιόδοξες προβλέψεις εκτιμούν ότι θα φτάσουμε στο όριο το 2021.

Τα προβλήματα που θα εμποδίσουν τους κατασκευαστές να ξεπεράσουν το όριο των 16nm είναι ένα φαινόμενο «σήραγγας» που τείνει να καταστήσει αναξιόπιστη τη λειτουργία των εξαιρετικά μικρών πλέον διακοπτών αφού τα ηλεκτρόνια περνούν τις πύλες αυτεπάγγελτα, το τσιπ υπερθερμαίνεται, το συνακόλουθο κόστος της ψύξης τους είναι υψηλό, κ.ά.

Ωστόσο, από τότε ήταν ορατό ότι μπορούν να βρεθούν εναλλακτικές λύσεις, όπως οι νανοσωλήνες άνθρακα, ή η σχεδίαση τρισδιάστατων τσιπ με τρανζίστορ σε διαφορετικά επίπεδα, οι οποίες όμως δεν θα μικρύνουν ακόμα περισσότερο τα τσιπ αλλά θα συνεχίσουν να αυξάνουν τις επιδόσεις τους και να μειώνουν την κατανάλωση ενέργειας. Αυτό που τελικά κατάφερε η Intel είναι να μειώσει την κλίμακα ολοκλήρωσης στα 22 νανόμετρα (από τα 45nm), να αυξήσει τις επιδόσεις και να μειώσει την κατανάλωση ενέργειας

 

Δείτε τι σημαίνει κλίμακα 22 νανομέτρων

[Δροσος Γεωργιος]

Memristor, η ιδανική μνήμη που ποτέ δεν σβήνει.

H μνήμη flash, η οποία χρησιμοποιείται σήμερα σε κάθε είδους φορητές συσκευές, κινδυνεύει να πάθει βραχυκύκλωμα από τη ζήλια της. Αιτία είναι τo memristor, ένα πρωτοποριακό τσιπ μνήμης που λειτουργεί εντυπωσιακά ταχύτερα, αποδοτικότερα και, το κυριότερο, χωρίς να σβήνει όταν κλείσει το ρεύμα.

Η αξιοποίηση του memristor (memory resistor ή μνημονική αντίσταση), μιας ιδέας που είχε προταθεί σε θεωρητικό επίπεδο πριν από 40 χρόνια, δείχνει τώρα να έρχεται πιο κοντά στην εμπορική αξιοποίηση: Ευρωπαίοι ερευνητές ανακοίνωσαν ότι κατάφεραν να παράξουν τέτοια κυκλώματα χρησιμοποιώντας τις τεχνικές που εφαρμόζονται σήμερα στην παραγωγή ημιαγωγών.

Η πειραματική συσκευή τους, η οποία παρουσιάζεται στο Journal of Applied Physics, λειτουργεί τόσο γρήγορα ώστε η ταχύτητά της στην αποθήκευση δεδομένων «δεν μπορούσε καν να μετρηθεί».

Στο μέλλον, τα memristor θα μπορούσαν όχι μόνο να διαδεχθούν τη μνήμη flash, αλλά και να αξιοποιηθούν σε υπολογιστές που ανοίγουν στιγμιαία, ή σε τσιπ που συνδυάζουν τον επεξεργαστή και τη μνήμη.

Η δημιουργία των memristor είχε προβλεφθεί σε θεωρητικό επίπεδο το 1971 από τον καθηγητή Λίον Τσουά στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ. Τα πρώτα λειτουργικά memristor παρουσιάστηκαν το 2010 από τη Hewlett-Packard, η οποία συνεργάζεται τώρα με νοτιοκορεατική Hynix για την έναρξη της μαζικής παραγωγής τους το 2013.

Το memristor, ανέφερε τότε η HP, συνιστά το τέταρτο θεμελιώδες δομικό στοιχείο των ηλεκτρονικών κυκλωμάτων, έπειτα από τον πυκνωτή, την αντίσταση και τον επαγωγέα.

H HP χρησιμοποιεί στα δικά της memristor διάφορα εξωτικά υλικά και ασυνήθιστες μεθόδους παραγωγής, ενώ αντίθετα η νέα μελέτη περιγράφει τεχνικές μάλλον γνώριμες στη βιομηχανία του πυριτίου.

Όπως εξηγεί στο BBC ο Άντονι Κένιον του University College London, η ομάδα του αναφώνησε «Εύρηκα!» στη διάρκεια ενός άσχετου πειράματος που αφορούσε συσκευές πυριτίου για φωτοδιόδους (LED).

Οι ερευνητές παρατήρησαν ότι, πάνω στις συσκευές τους, το πυρίτιο είχε αντιδράσει με το οξυγόνο και είχε σχηματιστεί ένα στρώμα οξειδίου του πυριτίου, το οποίο περιέργως συμπεριφερόταν ως memristor.

Όταν πειραματίστηκαν με την αποθήκευση δεδομένων σε αυτήν τη νέα συσκευή, οι επιδόσεις της ήταν εντυπωσιακές: «Οι συσκευές μνήμης flash ανοίγουν και κλείνουν κάθε 10.000 νανοδευτερόλεπτα [δισεκατομμυριοστά του δευτερολέπτου]. Οι δικές μας όμως συσκευές δεν μπορούμε καν να μετρήσουμε πόσο γρήγορες είναι» αναφέρει ο Δρ Κένιον.

«Ο εξοπλισμός μας κατεβαίνει μόνο μέχρι τα 90 νανοδευτερόλεπτα. Οπότε [το memristor] πρέπει να είναι τουλάχιστον τόσο γρήγορο, αν όχι και ταχύτερο».

Ο ερευνητής ελπίζει τώρα ότι η ανακάλυψη της ομάδας του θα αξιοποιηθεί σύντομα στην αγορά: «Βρισκόμαστε σε επαφές με μεγάλα ονόματα της βιομηχανίας σχετικά με την εμπορική του αξιοποίηση» αναφέρει ο ίδιος.

Μένει λοιπόν να δούμε αν η ιδέα της ομάδας του θα φτάσει στην αγορά νωρίτερα από τα memristor της Hewlett-Packard.

http://www.bbc.co.uk/news/science-environment-18103772

[Δροσος Γεωργιος]

Νέο ευρωπαϊκό ρεκόρ στην κβαντική τηλεμεταφορά.

Κινέζοι ειδικοί μερικές εβδομάδες πριν ήταν σε θέση να κάνουν ένα νέο παγκόσμιο ρεκόρ στην απόσταση που έγινε μια τηλεμεταφορά. Η ασιατική ομάδα ανακοίνωσε ότι κατάφερε να τηλεμεταφέρει δεδομένα σε λίγο λιγότερα από 100 χιλιόμετρα, αλλά τώρα κάποιοι ευρωπαίοι ερευνητές έσπασαν το ρεκόρ αυτό.

Η ομάδα των φυσικών μετέφερε πληροφορίες που ήταν αποθηκευμένες σε μια ροή φωτονίων από το Λα Πάλμα έως την Τενερίφη, δύο νησιά στα ανοικτά των ακτών του Ατλαντικού της βόρειας Αφρικής. Οι δύο θέσεις απέχουν περίπου 150 χιλιόμετρα. Δηλαδή είχαμε μια αύξηση 33 τοις εκατό από το προηγούμενο ρεκόρ.

Η μελέτη καθοδηγήθηκε από φυσικούς του Ινστιτούτου Κβαντικής Οπτικής και Κβαντικής Πληροφορίας, στη Βιέννη, οι οποίοι συντονίζονται από τον Anton Zeilinger. Ο ίδιος λέει ότι ένας μεγάλος αριθμός προβλημάτων επηρέασε το πείραμα, καθυστερώντας το σημαντικά.

Οι φυσικοί πρώτα ήθελαν να διεξάγουν την έρευνα όσο το δυνατόν πιο σύντομα, αλλά οι αμμοθύελλες, οι απότομες αλλαγές της θερμοκρασίας, οι άνεμοι και οι ισχυρές βροχοπτώσεις τους ανάγκασαν να αναβάλουν τις δοκιμές.

Η κβαντική διεμπλοκή είναι μια πολύ ευαίσθητη κατάσταση, λένε οι ειδικοί.

Η διεμπλοκή είναι η κύρια ιδιότητα που επιτρέπει την τηλεμεταφορά, αλλά είναι πολύ επιρρεπής σε λάθη που οφείλονται σε επιδράσεις από το εξωτερικό περιβάλλον. "Αυτές οι αντίξοες συνθήκες καθυστέρησαν την πειραματική πραγμάτωση της κβαντικής τηλεμεταφοράς για σχεδόν ένα χρόνο”, εξηγεί ο Zeilinger.

Ο κύριος στόχος της διεξαγωγής της έρευνας της τηλεμεταφοράς είναι η δημιουργία κβαντικών επικοινωνιών μεταξύ διαφόρων σημείων του εδάφους και των δορυφόρων που βρίσκονται σε χαμηλή γήινη τροχιά.

Ωστόσο, αυτό είναι πολύ περίπλοκο, δεδομένου ότι η ατμόσφαιρα έρχεται σε επαφή με τη δέσμη της τηλεμεταφοράς, γεγονός που καθυστερεί και σταματά την κβαντική διεμπλοκή.

Αυτοί οι τύποι των επικοινωνιών είναι άκρως επιθυμητοί, επειδή δεν μπορούν να υποκλέπτονται και να αποκωδικοποιούνται.

Οποιαδήποτε προσπάθεια να παρατηρήσει κάποιος μια κβαντική δέσμης ενώ αυτή μεταφέρει δεδομένα, θα είχε ως αποτέλεσμα την πλήρη διαγραφή τους, αναφέρει η επιθεώρηση Technology Review.

Με βάση τα συμπεράσματα της νέας μελέτης, η ικανότητα αυτή σύντομα θα επιτευχθεί και στην πράξη. "Η τεχνολογία βελτιώθηκε στο πείραμά μας, έτσι έφτασε βεβαίως την απαιτούμενη ωριμότητα, τόσο για τη δορυφορική όσο και για επικοινωνία σε μεγάλες αποστάσεις εδάφους”, καταλήγει ο Zeilinger.

Πηγή: SoftPedia

[Δροσος Γεωργιος]

Επίσημα εγκαίνια για το σύστημα απεριόριστων διαδικτυακών διευθύνσεων.

Μια ιστορική στιγμή για τον Παγκόσμιο Ιστό ήρθε τα ξημερώματα της Τετάρτης ώρα Ελλάδας, όταν τέθηκε και επίσημα σε λειτουργία το IPv6, το σύστημα που λύνει οριστικά το πρόβλημα έλλειψης διαδικτυακών διευθύνσεων.

Μέχρι σήμερα, ολόκληρη η υποδομή του Διαδικτύου βασιζόταν στην έκδοση 4 του Διαδικτυακού Πρωτοκόλλου (IPv4), το οποίο περιοριζόταν στις τέσσερα δισεκατομμύρια διευθύνσεις IP.

Κάθε διεύθυνση IP είναι μια μοναδική ακολουθία αριθμών (πχ 190.23.56.1) που χρησιμοποιείται ως ταυτότητα για κάθε συσκευή που συνδέεται στο Διαδίκτυο -από τους διακομιστές μεγάλων δικτυακών τόπων μέχρι τα smartphone και τις ταμπλέτες.

Με τον αριθμό των ιστοσελίδων και των διαδικτυακών συσκευών να αυξάνεται με όλο και μεγαλύτερο ρυθμό, το IPv4 είχε φτάσει στα όριά του, δημιουργώντας πρόβλημα έλλειψης διαθέσιμων διευθύνσεων.

Το IPv6 πιστεύεται ότι θα δώσει οριστική λύση, αφού προσφέρει 2128 διευθύνσεις, ή

340.282.366.920.938.463.463.374.607.431.768.211.456 διαφορετικούς συνδυασμούς.

Συγκριτικά, η μεγάλη εταιρεία δικτυακών προϊόντων Cisco προβλέπει ότι το 2016 θα λειτουργούν συνδεδεμένες στο Διαδίκτυο «μόνο» 18,9 δισεκατομμύρια συσκευές.

Για τα επόμενα χρόνια, πάντως, το IPv4 και το IPv6 θα λειτουργούν παράλληλα προκειμένου να αποφευχθούν προβλήματα συμβατότητας.

Η ενεργοποίηση του νέου συστήματος στις 03.00 το πρωί της Τετάρτης ώρα Ελλάδας δεν αναμένεται να επηρεάσει τους χρήστες. Προβλήματα θα μπορούσαν να εμφανιστούν στο μέλλον, όταν πάψει να λειτουργεί το IPv4, kai μόνο σε παλαιότερες συσκευές που δεν υποστηρίζουν το νέο σύστημα διευθύνσεων.

«Οι περισσότεροι χρήστες δεν θα προσέξουν κάποια αλλαγή. Αν ο μέσος χρήστης έπρεπε να γνωρίζει τεχνικές λεπτομέρειες, αυτό θα σήμαινε ότι η τεχνολογία δεν είναι έτοιμη» σχολίασε ο Λίο Βεγκόντα της ICANN (Διαδικτυακής Εταιρείας Ονοματοδοσίας και Αριθμοδότησης), της αμερικανικής μη κερδοσκοπικής εταιρείας που επιβλέπει το Διαδίκτυο και τη λειτουργία του νέου συστήματος.

[Δροσος Γεωργιος]

Κβαντικές μνήμες έζησαν για 3 λεπτά θέτοντας νέο ρεκόρ διάρκειας.

Δύο ανεξάρτητες ομάδες φυσικών δημιούργησαν κβαντικές μνήμες στερεής κατάστασης, οι οποίες είναι δυνατό να αποθηκεύουν δεδομένα που ξεπερνάνε κατά πολύ τα μέχρι πρότινος επιτεύγματα των λίγων χιλιοστών του δευτερολέπτου.

Η μία συσκευή, αναπτυγμένη στο πανεπιστήμιο του Βανκούβερ με επικεφαλής τον Mike Thewalt και σε συνεργασία με το πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, είναι βασισμένη σε κρύσταλλο ενός ισοτόπου σιλικόνης και μπορεί να αποθηκεύει δεδομένα μέχρι και για 3 λεπτά.

Η άλλη μνήμη, την οποία ανέπτυξαν ερευνητές του Harvard με επικεφαλής τον Mikhail Lukin, χρησιμοποιεί ισότοπα άνθρακα επεξεργασμένα με άζωτο, πρόκειται δηλαδή για καθαρά διαμάντια και έχει χρόνο αποθήκευσης δεδομένων 1,4 δευτερολέπτων. Αν και οι επιδόσεις της δεύτερης μνήμης δεν ακούγονται τόσο εντυπωσιακές όσο της πρώτης, το ενδιαφέρον είναι πως λειτουργεί σε θερμοκρασία δωματίου, ενώ η μνήμη σιλικόνης πρέπει να ψυχθεί στους -271 βαθμούς Κελσίου, σχεδόν ως στο απόλυτο μηδέν, για να διατηρήσει τις ιδιότητές της.

Τα νέα αυτά δεδομένα είναι εξαιρετικά χρήσιμα για την πρόοδο των κβαντικών υπολογιστών, οι οποίοι θα μπορούν να χρησιμοποιούν τις αρχές της κβαντικής μηχανικής προκειμένου να κάνουν υπολογισμούς πολύ ταχύτερα από τους σημερινούς υπολογιστές. Όπως οι σύγχρονοι υπολογιστές εκτελούν υπολογισμούς και αποθηκεύουν δεδομένα χρησιμοποιώντας τα ψηφιακά bits, έτσι ο μελλοντικός κβαντικός υπολογιστής θα βασίζεται στα λεγόμενα qubits, τις κβαντικές μονάδες πληροφορίες που αποθηκεύονται σε κβαντικές μνήμες.

Ο βασικός λόγος για τον οποίο είναι δύσκολο να εγγραφεί και να μείνει για μεγάλο χρονικό διάστημα μια πληροφορία σε ένα qubit, είναι η αλληλεπίδραση του με το εξωτερικό περιβάλλον. Αυτό είναι ένα γνωστό πρόβλημα της κβαντικής μηχανικής, κατά το οποίο εάν ο παρατηρητής παρακολουθεί με κάθε λεπτομέρεια το πείραμα, επηρεάζει και το τελικό αποτέλεσμά του.

Με πιο επιστημονικούς όρους, αυτό περιγράφεται ως η κατάρρευση της κυματοσυνάρτησης, ή αλλιώς η «αποσυνοχή» του συστήματος.

Οι επιστήμονες ψάχνουν λοιπόν τρόπους, για να διατηρούν για όσο μεγαλύτερο διάστημα γίνεται προστατευμένες της κβαντικές μνήμες, όμως αργά η γρήγορα θα πρέπει να αλληλεπιδράσουν με το εξωτερικό τους περιβάλλον για να ανταλλάξουν πληροφορίες, κάτι που οδηγεί στην αποσυνοχή τους. Μία λύση είναι να επεξεργάζονται γρήγορα την αρχική πληροφορία σε ένα προσβάσιμο qubit, πριν τη μεταφέρουν σε ένα πιο απομονωμένο μακριά από εξωτερικές επιδράσεις.

Αν και μέχρι τώρα είχαν κατασκευαστεί κβαντικές μνήμες με ιόντα παγιδευμένα σε κενό οι οποίες μπορούσαν να αποθηκεύουν δεδομένα σε qubits για πολλά λεπτά, οι φυσικοί πιστεύουν πως οποιαδήποτε πρακτική συσκευή κβαντικού υπολογισμού πρέπει να βασίζεται σε μνήμες στερεής κατάστασης, ώστε να μπορεί να ενσωματωθεί με τα σύγχρονα ηλεκτρονικά

. Ο ελάχιστος απαραίτητος χρόνος για τον οποίο μια μνήμη θα πρέπει να μπορεί να αποθηκεύει δεδομένα ώστε να υπάρχει περιθώριο επεξεργασίας και αντιγραφής τους, ορίζεται περίπου στο ένα δευτερόλεπτο.

Έτσι, οι ανακαλύψεις αυτές αναμένεται να δώσουν μεγάλη ώθηση στην έρευνα για την ανάπτυξη του πρώτου ολοκληρωμένου κβαντικού υπολογιστή.

[Δροσος Γεωργιος]

Ο ισχυρότερος υπολογιστής του κόσμου.

'Ενα χρόνο κράτησε η πρωτιά της Fujitsu στη λίστα με τους ισχυρότερους υπερυπολογιστές του κόσμου. Η πρώτη θέση ανήκει πλέον στο σύστημα Sequoia της IBM, σχεδιασμένο για τη μελέτη του πυρηνικού οπλοστασίου των ΗΠΑ, το οποίο έχει ισχύ 16 petaFLOPS, μπορεί δηλαδή να εκτελεί 16 πεντάκις εκατομμύρια πράξεις κινητής υποδιαστολής το δευτερόλεπτο.

Η νέα έκδοση του Top500, της λίστα με τους 500 ισχυρότερους υπολογιστές του κόσμου, περιλαμβάνει ακόμα τέσσερα συστήματα της IBM στη σειρά Blue Gene/Q.

Στη δεύτερη θέση της λίστας κατεβαίνει το σύστημα K Computer της ιαπωνικής Fujitsu, το οποίο κέρδισε πέρυσι την πρωτιά με ισχύ 8 petaFLOPS.

H Ιαπωνία, η Γαλλία και η Ιταλία έχουν από έναν υπερυπολογιστή στο νέο Top500, ενώ η Κίνα και η Γερμανία έχουν από δύο και οι ΗΠΑ καταλαμβάνουν τρεις θέσεις.

«Το Sequoia δείχνει τη συνεχιζόμενη αμερικανική πρωτιά στους υπολογιστές υψηλών αποδόσεων» υπερηφανεύτηκε ο Τόμας Ντ'Αγκοστίνο, διοικητής της αμερικανικής Εθνικής Υπηρεσίας Πυρηνικής Ασφάλειας.

Εγκατεστημένο στο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore του αμερικανικού υπουργείου Άμυνας, το Sequoia θα αναλάβει να προσομοιώνει πυρηνικές δοκιμές και να μελετά τη συμπεριφορά των αποθηκευμένων πυρηνικών όπλων στην Κίνα.

Σε αντίθεση με άλλους υπερυπολογιστές που αξιοποιούν εξειδικευμένους επεξεργαστές γραφικών της Nvidia, της AMD και της Intel, το Sequoia βασίζεται σε επεξεργαστές γενικής χρήσης στη σειρά Power της ίδιας της IBM.

Συνολικά ενάμισι εκατομμύριο επεξεργαστές λειτουργούν στις 96 υπομονάδες του συστήματος, η καθεμιά από τις οποίες έχει μέγεθος ψυγείου.

Το Sequoia προσφέρει επίσης αυξημένη ενεργειακή αποδοτικότητα σε σχέση άλλα συστήματα της λίστας.

Καταναλώνει «μόλις» 7,9 megawatt ηλεκτρικής ενέργειας, συγκριτικά με 12,6 megawatt στο K Computer της Fujitsu,

Το Top500 εκδίδεται κάθε έξι μήνες από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μάνχαϊμ στη Γερμανία, του Εθνικού Εργαστηρίου Lawrence Berkeley και του Πανεπιστημίου του Τενεσί στο Νόκβιλ.

Το σύστημα τεχνητής νοημοσύνης Watson της IBM, το οποίο νίκησε πέρυσι τους παγκόσμιους πρωταθλητές στο δύσκολο τηλεπαιχνίδι Jeopardy!, δεν έχει αρκετή επεξεργαστική ισχύ για να μπει στο Top500. Ήταν όμως μια σημαντική επιτυχία της IBM, δεδομένου ότι το λογισμικό του Watson απέδειξε ότι μπορεί να κατανοεί ερωτήματα διατυπωμένα στην ανθρώπινη γλώσσα.

[Δροσος Γεωργιος]

100 χρόνια απο τη γέννηση του Άλαν Τούρινγκ.

Ο Τούρινγκ είναι αναμφίβολα το μοναδικό πρόσωπο η συνεισφορά του οποίου άλλαξε την όψη του κόσμου στους τρεις πιο ευαίσθητους τύπους νοημοσύνης:

την ανθρώπινη, την τεχνητή και τη στρατιωτική», έγραφε το περιοδικό Νature σε πρόσφατο άρθρό του.

Η παγκόσμια επιστημονική κοινότητα τιμά το Σάββατο τα εκατό χρόνια από τη γέννηση του πατέρα της σύγχρονης πληροφορικής, του βρετανού μαθηματικού Άλαν Τούρινγκ (23 Ιουνίου 1912 - 7 Ιουνίου 1954), οοποίος αποκωδικοποίησε τους μυστικούς κώδικες των ναζί στη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου.

Στις 23 Ιουνίου, στην 100ή επέτειο από τη γέννηση του καθηγητή της Λογικής και κρυπτογράφου στο Λονδίνο, πολλές πόλεις διοργανώνουν συνέδρια και εκθέσεις για να τιμήσουν τις εργασίες ενός μεγάλου επιστήμονα, ο οποίος όμως εν ζωή διώχθηκε γιατί ήταν ομοφυλόφιλος.

Ο Τούρινγκ πέθανε σε ηλικία 41 ετών. Δηλητηριάστηκε με κυάνιο μετά την καταδίκη του το 1952 για «παραβίαση της δημοσίας αιδούς» λόγω της ομοφυλοφιλίας του που ήταν παράνομη εκείνη την εποχή στη Βρετανία, ενώ είχε υποστεί χημικό ευνουχισμό.

Ορισμένοι πιστεύουν ότι ο επιστήμονας αυτός, «γνωστός για την εκκεντρικότητά του», αυτοκτόνησε το 1954 τρώγοντας ένα δηλητηριασμένο με κυάνιο μήλο, ωστόσο αυτό ποτέ δεν αποδείχτηκε επισήμως.

Το άγαλμα προς τιμή του, κοντά στο βρετανικό πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ, τον δείχνει καθισμένο σε ένα παγκάκι να κρατά ένα μήλο.

Ο Τούρινγκ κατάφερε να θέσει τα θεμέλια της σύγχρονης πληροφορικής, να καθορίσει τα κριτήρια της τεχνητής νοημοσύνης, αλλά και να αποκωδικοποιήσει τους μυστικούς κώδικες του γερμανικού στρατού, γεγονός που έσωσε εκατομμύρια ζωές και συνέβαλε να λήξει ταχύτερα ο πόλεμος, ενώ σχεδόν έλυσε ένα βιολογικό αίνιγμα στη μορφογένεση το οποίο ακόμη παραμένει ανεξιχνίαστο για τους ερευνητές.

Το 1936 ο Τούρινγκ, ο οποίος είχε ανακοινώσει ότι θέλει να «κατασκευάσει έναν εγκέφαλο», δημοσιεύει άρθρο στο οποίο περιγράφει την «καθολική μηχανή Τούρινγκ». Ήταν ο πρώτος που εξέτασε πώς να προμηθεύει προγράμματα σε μια μηχανή υπό μορφή «δεδομένων», τα οποία θα μπορούν πολλοί να επεξεργάζονται ταυτόχρονα.

Έσπασε τους κώδικες του «Αινίγματος"

Όταν κατασκευάστηκε από άλλους επιστήμονες το 1950 η πρώτη έκδοση της Αυτόματης Μηχανής Υπολογισμού του Τούρινγκ, ήταν ο πιο γρήγορος υπολογιστής στον κόσμο.

"Η εφεύρεση του υπολογιστή είναι μια τόσο μεγάλη συνεισφορά που φαίνεται παράξενο να επιδιώκεται μια ακόμη μεγαλύτερη. Ωστόσο υποθέτω ότι η συνεισφορά του στην αποκρυπτογράφηση των κωδίκων των ναζί «είχε μια ακόμη μεγαλύτερη επίδραση στον κόσμο», δήλωσε ο Τζακ Κόπλαντ, εμπειρογνώμων των μαθηματικών που έγραψε πολλά βιβλία για τον Τούρινγκ.

Για το ευρύ κοινό, το μεγαλύτερο από τα όπλα του Τούρινγκ είναι ότι κατάφερε, μαζί με την ομάδα του, να σπάσει τους κώδικες της κρυπτογραφικής μηχανής «Αίνιγμα» που χρησιμοποιούσαν οι ναζί για τις επικοινωνίες τους μέσω των γερμανικών υποβρυχίων στο βόρειο Ατλαντικό.

Ορισμένοι ιστορικοί εκτιμούν ότι αυτό συνέβαλε στην ταχύτερη πτώση του Χίτλερ, ο οποίος διαφορετικά θα παρέμενε στην εξουσία για ακόμη δύο ή περισσότερα χρόνια.

Μετά τον πόλεμο, ο Τούρινγκ θα ερευνήσει το θέμα της τεχνητής νοημοσύνης και θα ορίσει τα κριτήρια της λογικής, τα οποία ακόμη ισχύουν σήμερα: η περίφημη «δοκιμή Τούρινγκ» που βασίζεται στη δυνατότητα μιας μηχανής για επικοινωνία, δηλαδή ότι ένας υπολογιστής θα ήταν πράγματι ευφυής παρά μόνο αν ένας άνθρωπος μπορεί να διακρίνει μεταξύ των απαντήσεών του σε μια ερώτηση και σε αυτές ενός άλλου ανθρώπου.

Με τη «δοκιμή Τούρινγκ» ο βρετανός επιστήμονας συνέβαλε σημαντικά στη συζήτηση σχετικά με τη τεχνητή νοημοσύνη: εάν είναι δυνατό να λεχθεί ότι μια μηχανή γνωρίζει και μπορεί να σκεφτεί. Επίσης με την καθολική μηχανή Τούρινγκ, παρείχε μια επίσημη έννοια του αλγορίθμου και της ανάλυσης των αριθμών διατυπώνοντας την ευρέως αποδεκτή έκδοση Τούρινγκ, ότι δηλαδή οποιοδήποτε πρακτικό πρότυπο υπολογισμού έχει είτε ένα ισότιμο είτε ένα υποσύνολο των ικανοτήτων μιας μηχανής Τούρινγκ.

Λάτρης της βιολογίας ο Τούρινγκ, θα εφαρμόσει το μαθηματικό του ταλέντο στη μορφογένεση, δηλαδή πώς τα ζώα και τα φυτά αναπτύσσουν ορισμένα μοντέλα μορφών όπως οι ρίγες της ζέβρας ή οι κηλίδες της αγελάδας, θεωρίες οι οποίες ακόμη απασχολούν τους βιολόγους.

[Δροσος Γεωργιος]

Tim Berners-Lee: Τα κράτη δεν μπορούν να μπλοκάρουν το Ίντερνετ.

Ο Tim Berners-Lee, ο Βρετανός εφευρέτης του Παγκόσμιου Ιστού, τόνισε την Τετάρτη πως οι χώρες που επιχειρούν να αποκλείσουν την πρόσβαση στο ίντερνετ θα πρέπει να εγκαταλείψουν κάθε προσπάθεια.

Κι αυτό γιατί η αποκεντρωμένη φύση του διαδικτύου δεν επιτρέπει να γίνει κάτι τέτοιο.

Μιλώντας σε εκδήλωση στο Λονδίνο όπου παρουσιάστηκε μία έκθεση αξιολόγησης 61 κρατών για τον τρόπο με τον οποίο αυτές αξιοποιούν το ίντερνετ, ο Berners-Lee δήλωσε πως κανένα απολυταρχικό καθεστώς δεν μπορεί να μπλοκάρει την εισροή ψηφιακής πληροφορίας, καθώς ο παγκόσμιος ιστός δεν έχει έναν «κεντρικό διακόπτη» που να διακόπτει τη λειτουργία του.

«Καθώς έχει σχεδιαστεί με τη λογική του αποκεντρωμένου συστήματος», εξήγησε, «τουλάχιστον προς το παρόν δεν υπάρχει κάποια κεντρική “αρτηρία» που να συνδέει οποιοδήποτε κράτος με τα υπόλοιπα, και η οποία να μπορεί επομένως να μπλοκαριστεί».

«Για να συμβεί αυτό, θα πρέπει οι χώρες και οι κυβερνήσεις τους να συμφωνήσουν από κοινού και να συνεργαστούν, ώστε το διαδίκτυο να μετατραπεί από αποκεντρωμένο σε ένα κεντρικά ελεγχόμενο σύστημα», πρόσθεσε. «Μία εξέλιξη που, αν ποτέ δρομολογηθεί, θα πρέπει να αντισταθούμε όλοι μας».

Η έκθεση αξιολόγησης εκπονήθηκε από το ίδρυμα World Wide Web, στο οποίο ο Berners-Lee, με σκοπό να διαπιστωθεί σε ποιες χώρες το διαδίκτυο έχει μεγαλύτερη διείσδυση και αξιοποιείται πιο αποτελεσματικά. Το ίδρυμα δημιούργησε γι’ αυτόν τον σκοπό τον «δείκτη ίντερνετ», ο οποίος υπολογίζεται με βάση πολλές οικονομικές, πολιτικές και κοινωνικές παραμέτρους πού αφορούν το ίντερνετ, όπως και τον αριθμό των χρηστών ανά κράτος και τον τρόπο χρήσης.

Πρώτη στη σχετική λίστα βρέθηκε η Σουηδία, με τις Βρετανία, Καναδά και Φινλανδία να ακολουθούν. Στην τρεις τελευταίες θέσεις κατατάχθηκαν η Μπουρκίνα Φάσο, η Ζιμπάμπουε και η Υεμένη. Εξάλλου, συμπλήρωσε ο Lee, η πρόσβαση στο ίντερνετ αποτελεί ακόμη και σήμερα πολυτέλεια για κάποιες χώρες. Είναι χαρακτηριστικό ότι, παρόλο ο μέσος όρος των χρηστών παγκοσμίως κινείται στο 33%, στην αφρικανική ήπειρο το ποσοστό αυτό είναι μειωμένο στο μισό. Ο πατέρας του Παγκόσμιου Ιστού επισήμανε παράλληλα ότι η ιντερνετική λογοκρισία έχει ανησυχητικές διαστάσεις, καθώς σχεδόν το 30% των χωρών που συμπεριλήφθηκαν στην αξιολόγηση δεν επιτρέπουν στους πολίτες τους να έχουν πρόσβαση σε συγκεκριμένες ιστοσελίδες.

Site:

http://thewebindex.org/

http://thewebindex.org/data/all/webindex/

Σχόλιο:Η Ελλαδα δεν υπάρχει στον κατάλογο!!!

[Δροσος Γεωργιος]

Kβαντικοί υπολογιστές: μια τεχνολογία του λυκόφωτος.

Από όλες τις συνέπειες της κβαντικής θεωρίας η πιο σημαντική από τεχνολογική άποψη είναι εν δυνάμει ο κβαντικός υπολογιστής. Πέραν του ότι θα κατέστρεφε την ασφάλεια όλων των σύγχρονων κρυπτογραμμάτων, ο κβαντικός υπολογιστής θα εγκαινίαζε μια νέα εποχή υπολογιστικής ισχύος. Ένας από τους σκαπανείς της κβαντικής υπολογιστικής είναι ο Ντέιβιντ Ντόιτς (David Deutsch), ένας βρετανός φυσικός που άρχισε να εργάζεται πάνω σ’ αυτή την ιδέα το 1984, όταν παρακολούθησε ένα συνέδριο για τη θεωρία των υπολογιστών.

Ακούγοντας μια διάλεξη στο συνέδριο, ο Ντόιτς επισήμανε κάτι που είχε περάσει απαρατήρητο. Η σιωπηρή παραδοχή ήταν ότι όλοι οι υπολογιστές κατά βάση λειτουργούν σύμφωνα με τους νόμους της κλασικής Φυσικής, όμως ο Ντόιτς ήταν πεπεισμένος για το αντίθετο, ότι δηλαδή οι υπολογιστές θα πρέπει να υπακούουν στους νόμους της κβαντικής Φυσικής, επειδή οι κβαντικοί νόμοι είναι πιο θεμελιώδεις.

Οι συνηθισμένοι υπολογιστές λειτουργούν σε ένα σχετικά μακροσκοπικό επίπεδο, και στο επίπεδο αυτό οι κβαντικοί νόμοι σχεδόν δεν διαχωρίζονται από τους κλασικούς. Επομένως, δεν είχε σημασία το ότι οι επιστήμονες είχαν γενικά σκεφθεί τους συνηθισμένους υπολογιστές με όρους κλασικής Φυσικής.

Στο μικροσκοπικό επίπεδο, οι κβαντικοί νόμοι αποκαλύπτουν την αληθινή, παράξενη φύση τους, και ένας υπολογιστής κατασκευασμένος για να εκμεταλλεύεται αυτούς τους νόμους θα συμπεριφερόταν με ριζικά νέο τρόπο.

Μετά το συνέδριο, ο Ντόιτς επέστρεψε στο σπίτι του και άρχισε να αναθεωρεί τη θεωρία των υπολογιστών υπό το φως της κβαντικής Φυσικής.

Σε ένα άρθρο του που δημοσίευσε το 1985, (Quantum theory, the Church-Turing principle and the universal quantum computer) περιέγραφε το όραμά του για έναν κβαντικό υπολογιστή που θα λειτουργεί σύμφωνα με τους νόμους της κβαντικής Φυσικής, δίνοντας ιδιαίτερη έμφαση στις διαφορές του δικού του κβαντικού υπολογιστή από τον συνηθισμένο.

Φανταστείτε ότι έχετε δυο εκδοχές μιας ερώτησης. Για να απαντήσετε και στις δυο ερωτήσεις χρησιμοποιώντας έναν συνηθισμένο υπολογιστή, θα πρέπει να υποβάλλετε τη δεύτερη, και πάλι να περιμένετε την απάντηση. Με άλλα λόγια, ένας κοινός υπολογιστής μπορεί να επεξεργαστεί μόνο μια ερώτηση τη φορά, και αν υπάρχουν πολλές ερωτήσεις, πρέπει να τις επεξεργάζεται διαδοχικά.

Αντίθετα, με έναν κβαντικό υπολογιστή οι δυο ερωτήσεις θα μπορούσαν να συνδυαστούν ταυτόχρονα – το ίδιο το μηχάνημα θα εισέλθει τότε σε μια υπέρθεση δυο καταστάσεων, μια για την κάθε ερώτηση.

Ή, σύμφωνα με την ερμηνεία των πολλαπλών κόσμων, η μηχανή εισέρχεται σε δυο ξεχωριστά σύμπαντα, και απαντά την καθεμία από τις δυο εκδοχές της ερώτησης σε διαφορετικό σύμπαν.

Ανεξάρτητα από την ερμηνεία, ο κβαντικός υπολογιστής μπορεί να επεξεργαστεί δυο ερωτήσεις ταυτόχρονα, εκμεταλλευόμενος τους νόμους της κβαντικής Φυσικής.

Για να πάρουμε μια ιδέα της ισχύος ενός κβαντικού υπολογιστή, μπορούμε να συγκρίνουμε τις επιδόσεις του με αυτές του παραδοσιακού υπολογιστή εξετάζοντας τι συμβαίνει όταν ο καθένας τους χρησιμοποιείται για να επεξεργαστεί ένα συγκεκριμένο πρόβλημα.

Για παράδειγμα, οι δυο τύποι υπολογιστή θα μπορούσαν να επεξεργαστούν το πρόβλημα της ανεύρεσης ενός αριθμού του οποίου το τετράγωνο και ο κύβος μαζί χρησιμοποιούν όλα τα ψηφία μεταξύ 0 και 9 μία φορά, και μόνο μία. Αν ελέγξουμε τον αριθμό 19, βρίσκουμε ότι

192 = 361 και 193 = 6859

Ο αριθμός 19 δεν ανταποκρίνεται στο ζητούμενο, επειδή το τετράγωνο και ο κύβος του περιλαμβάνουν μόνο τα ψηφία 1, 3, 5, 6, 6, 8 και 9, δηλαδή λείπουν τα ψηφία 0, 2, 4 και 7, και το ψηφίο επαναλαμβάνεται.

Για να λύσει το πρόβλημα αυτό με έναν παραδοσιακό υπολογιστή, ο χειριστής θα πρέπει να υιοθετήσει την ακόλουθη προσέγγιση. Πρώτα εισάγει τον αριθμό 1, και αφήνει τον υπολογιστή να τον ελέγξει. Ο υπολογιστής κάνει τους απαραίτητους υπολογισμούς και δηλώνει αν ο αριθμός πληροί το κριτήριο ή όχι. Ο αριθμός 1 δεν ανταποκρίνεται στο ζητούμενο, και έτσι ο χειριστής εισάγει τον αριθμό 2 και αφήνει τον υπολογιστή να τον ελέγξει και ούτω καθεξής, μέχρι τελικά να βρεθεί ο κατάλληλος αριθμός.

Αποδεικνύεται ότι η απάντηση είναι το 69, επειδή 692 = 4761 και 693 = 328509

Πράγματι, οι αριθμοί αυτοί περιλαμβάνουν καθένα από τα δέκα ψηφία μία και μόνο μία φορά. Στην πραγματικότητα, το 69 είναι ο μόνος αριθμός που ικανοποιεί το ζητούμενο.

Είναι εμφανές ότι η διαδικασία αυτή είναι χρονοβόρα, επειδή ένας παραδοσιακός υπολογιστής μπορεί να ελέγξει μόνο έναν αριθμό τη φορά.

Αν ο υπολογιστής χρειάζεται ένα δευτερόλεπτο για να ελέγξει κάθε αριθμό, τότε για να βρει την απάντηση θα χρειαστεί 69 δευτερόλεπτα. Αντίθετα, ένας κβαντικός υπολογιστής θα έβρισκε την απάντηση σε μόλις 1 δευτερόλεπτο.

Κατ’ αρχάς ο χειριστής παριστά τους αριθμούς με έναν ειδικό τρόπο, ώστε να εκμεταλλευτεί την ισχύ του κβαντικού υπολογιστή. Ένας τρόπος παράστασης των αριθμών είναι με όρους περιστρεφομένων σωματιδίων – πολλά θεμελιώδη σωματίδια διαθέτουν μια εγγενή φορά περιστροφής και μπορούν να περιστρέφονται είτε προς τα ανατολικά είτε προς τα δυτικά, όπως μια μπάλα του μπάσκετ που περιστρέφεται στην άκρη ενός δακτύλου. (Πρόκειται για την ιδιότητα του σπιν των σωματιδίων. Η χρήση της εικόνας του σωματιδίου που περιστρέφεται βοηθάει στην κατανόηση, παρότι το σπιν δεν είναι περιστροφική κίνηση σωματιδίου περί τον άξονά του – διαβάστε: Τι δεν είναι το σπιν)

Όταν ένα σωματίδιο περιστρέφεται ανατολικά, παριστά το 1, και όταν περιστρέφεται δυτικά, παριστά το 0. Επομένως, μια ακολουθία περιστρεφομένων σωματιδίων παριστά μια ακολουθία μονάδων και μηδενικών, δηλαδή έναν δυαδικό αριθμό.

Για παράδειγμα, επτά σωματίδια που περιστρέφονται αντιστοίχως

ανατολικά, ανατολικά, δυτικά, ανατολικά, δυτικά, δυτικά, δυτικά

συναποτελούν τον δυαδικό αριθμό: 1101000,

που ισοδυναμεί με τον αριθμό 104 του δεκαδικού συστήματος. Ανάλογα με τη φορά περιστροφής τους, ένας συνδυασμός επτά σωματιδίων μπορεί να παραστήσει οποιονδήποτε αριθμό μεταξύ 0 και 127.

Με έναν παραδοσιακό υπολογιστή, ο χειριστής εισάγει μια συγκεκριμένη ακολουθία φορών περιστροφής, όπως

δυτικά, δυτικά, δυτικά, δυτικά, δυτικά, δυτικά, ανατολικά.

που εκπροσωπεί τον δυαδικό αριθμό: 0000001,

δηλαδή τον αριθμό 1 του δεκαδικού συστήματος. Στη συνέχεια ο χειριστής περιμένει να ελέγξει ο υπολογιστής τον αριθμό για να δει αν ανταποκρίνεται στο κριτήριο που προαναφέραμε.

Κατόπιν ο χειριστής εισάγει το 0000010, δηλαδή μια ακολουθία περιστρεφόμενων σωματιδίων που παριστά το 2 κ.ο.κ. Όπως και πριν, οι αριθμοί θα πρέπει να εισάγονται ένας κάθε φορά, πράγμα που γνωρίζουμε ότι είναι χρονοβόρο.

Ωστόσο, αν έχουμε να κάνουμε με έναν κβαντικό υπολογιστή, ο χειριστής διαθέτει έναν εναλλακτικό και πολύ ταχύτερο τρόπο εισαγωγής αριθμών. Επειδή κάθε σωματίδιο είναι θεμελιώδες, υπακούει στους νόμους της κβαντικής Φυσικής. Επομένως, όταν ένα σωματίδιο δεν παρατηρείται, μπορεί να εισέλθει σε μια υπέρθεση καταστάσεων, που σημαίνει ότι περιστρέφεται και προς τις δυο κατευθύνσεις ταυτόχρονα, και έτσι παριστά ταυτόχρονα το 0 και το 1. Εναλλακτικά μπορούμε να θεωρήσουμε ότι το σωματίδιο εισέρχεται σε δυο διαφορετικά σύμπαντα: στο ένα σύμπαν περιστρέφεται ανατολικά και παριστά το 1, ενώ στο άλλο περιστρέφεται δυτικά και παριστά το 0.

Η υπέρθεση πραγματοποιείται ως εξής. Φαντασθείτε ότι μπορούμε να παρατηρήσουμε ένα από τα σωματίδια και την περιστροφή του προς τα δυτικά. Για να αλλάξουμε τη φορά περιστροφής του, το προσβάλλουμε με ένα αρκετά ισχυρό ενεργειακό παλμό, τόσο ισχυρό ώστε να το κάνει να περιστρέφεται ανατολικά.

Αν το προσβάλουμε με ασθενέστερο παλμό, τότε άλλοτε θα ήμασταν τυχεροί και το σωματίδιο θα άλλαζε τη φορά περιστροφής του, και άλλοτε θα ήμασταν άτυχοι και το σωματίδιο θα διατηρούσε τη δυτικόστροφη φορά.

Μέχρι τώρα βλέπαμε το σωματίδιο συνεχώς και καθαρά, και ήμασταν σε θέση να παρακολουθούμε την πορεία του.

Αν όμως το σωματίδιο περιστρέφεται με φορά προς τα δυτικά και το τοποθετήσουμε σε ένα κουτί όπου δεν μπορούμε να το δούμε, και στη συνέχεια το προσβάλλουμε με έναν ασθενή ενεργειακό παλμό, τότε δεν θα γνωρίζουμε αν η φορά της περιστροφής του άλλαξε. Το σωματίδιο εισέρχεται σε μια υπέρθεση ανατολικής και δυτικής φοράς περιστροφής…. Αν πάρουμε επτά σωματίδια με δυτικόστροφη φορά, τα τοποθετήσουμε σε ένα κουτί και τα προσβάλλουμε με επτά ασθενείς ενεργειακούς παλμούς, τότε και τα επτά εισέρχονται σε υπέρθεση.

Όταν και τα επτά σωματίδια βρίσκονται σε υπέρθεση, ουσιαστικά εκπροσωπούν όλους τους πιθανούς συνδυασμούς ανατολικόστροφων και δυτικόστροφων φορών. Τα επτά σωματίδια εκπροσωπούν ταυτόχρονα 128 διαφορετικές καταστάσεις, ή 128 διαφορετικούς αριθμούς. Ο χειριστής εισάγει τα επτά σωματίδια, ενώ ακόμη βρίσκονται σε υπέρθεση καταστάσεων, σε έναν κβαντικό υπολογιστή, ο οποίος στη συνέχεια εκτελεί τους υπολογισμούς του σαν να ήλεγχε και τους 128 αριθμούς ταυτόχρονα. Ύστερα από 1 δευτερόλεπτο ο υπολογιστής δίνει τον αριθμό 69, ο οποίος πληροί το απαιτούμενο κριτήριο.

Ο χειριστής παίρνει 128 υπολογισμούς στην τιμή του ενός.

Ο κβαντικός υπολογιστής αψηφά την κοινή λογική. Αγνοώντας προς το παρόν τις λεπτομέρειες, μπορείτε να σκεφτείτε έναν κβαντικό υπολογιστή με δυο διαφορετικούς τρόπους ανάλογα με ποια κβαντική ερμηνεία προτιμάτε. Ορισμένοι φυσικοί αντιλαμβάνονται τον κβαντικό υπολογιστή ως μια και μοναδική οντότητα που εκτελεί έναν μόνο υπολογισμό. Η κβαντική υπολογιστική είναι μια τεχνολογία του λυκόφωτος.

 

ΠΗΓΗ: Simon Singh, «Κώδικες και μυστικά», εκδόσεις Τραυλός

[Δροσος Γεωργιος]

Κβαντικοί υπολογιστές: qubit με ένα άτομο πυριτίου.

Για να δουλέψει ένας κβαντικός υπολογιστής (σύμφωνα με το «Ευαγγέλιο»:

Κβαντομηχανική ΙΙ, Στέφανος Τραχανάς )

http://www.cup.gr/ViewShopProduct.aspx?ProductId=273160&LangId=1

θα πρέπει να μπορεί να διατηρήσει τη συμφωνία φάσεως στις καταστάσεις επαλληλίας των κβαντοδυφίων (qubits) του τουλάχιστον για τόσο χρονικό διάστημα όσο διαρκεί ο υπολογισμός.

Όμως ο καταχωρητής δεν λειτουργεί στο κενό. Είναι ένα μικροσκοπικό – και, προοπτικά, ένα μεσοσκοπικό – κβαντικό σύστημα που αλληλεπιδρά με ένα πολύ μεγαλύτερο «περιβάλλον», συν-πλέκεται μαζί του και ως αποτέλεσμα αυτής της σύμπλεξης υφίσταται απώλεια συμφωνίας η οποία καταστρέφει τις επαλληλίες και μαζί μ’ αυτές όλα τα αναμενόμενα πλεονεκτήματα έναντι του κλασικού υπολογιστή.

Αυτή η αποσυμφώνηση (docoherence) λόγω σύμπλεξης με το περιβάλλον είναι όντως η αχίλλειος πτέρνα του κβαντικού υπολογιστή και από την επιτυχή ή όχι αντιμετώπιση αυτού του θεμελιώδους προβλήματος θα κριθεί η έκβαση του εγχειρήματος. Αν πράγματι θα κατασκευαστούν ρεαλιστικοί κβαντικοί υπολογιστές ή όχι.

Επειδή τόσο ο καταχωρητής όσο και το περιβάλλον του – πολύ περισσότερο το δεύτερο – είναι μεγάλα κβαντικά συστήματα, οι ενεργειακές τους καταστάσεις θα είναι πολύ κοντινές μεταξύ τους και άρα θα αναμιγνύονται πολύ εύκολα έστω και με ασθενή αλληλεπίδραση ανάμεσα στα δυο συστήματα. Και, ως συνέπεια αυτής της ανάμειξης, η κατάσταση του σύνθετου συστήματος – καταχωρητής + περιβάλλον – θα παίρνει τη μορφή

Ψ = Σi ci ψi Φi

που είναι, βεβαίως, μια σύμπλεκτη κατάσταση με όλες τις συνέπειες που απορρέουν από αυτό.

Το βασικό λοιπόν πρόβλημα στην κατασκευή κβαντικών υπολογιστών είναι η αποσυμφώνηση των qubits λόγω της αλληλεπίδρασής τους με το περιβάλλον.

 

Σύμφωνα με την dailytech,

http://www.dailytech.com/article.aspx?newsid=27741

ερευνητές από την Αυστραλία έχουν πραγματοποιήσει ένα κρίσιμο βήμα στην εξέλιξη των κβαντικών υπολογιστών, χρησιμοποιώντας ένα άτομο πυριτίου ως qubit.

Το qubit κατάφερε να διατηρήσει την συνοχή του για 200 εκατομμυριοστά του δευτερολέπτου στην πολύ χαμηλή θερμοκρασία των 300 milliKelvin.

Η εργασία με τίτλο “A single-atom electron spin qubit in silicon” δημοσιεύεται στο περιοδικό Νature.

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature11449.html

 

Στο βίντεο που ακολουθεί οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της Νέας Νότιας Ουαλίας περιγράφουν το επίτευγμά τους:

[Δροσος Γεωργιος]

Το Σύμπαν θα αναπαραχθεί σε υπερυπολογιστή.

Για τη δημιουργία ενός μοντέλου του Σύμπαντος σε τρεις διαστάσεις και στη μεγαλύτερη έως σήμερα κλίμακα αποφασίστηκε να χρησιμοποιηθεί ένας υπερυπολογιστής IBM Mira. Αυτό το υπολογιστικό συγκρότημα είναι αυτή τη στιγμή το τρίτο σε παραγωγικότητα στον κόσμο.

Ειδικά με τη βοήθεια αυτού του υπερυπολογιστή οι εξειδικευμένοι επιστήμονες από το Εθνικό Εργαστήριο Αργκόν έξω από το Σικάγο σχεδιάζουν να δημιουργήσουν το πιο περίπλοκο μοντέλο του Σύμπαντος, που έχει μελετηθεί. Η δομή αυτή δημιουργήθηκε στη βάση μιας τεράστιας συλλογής δεδομένων, που έχουν συγκεντρωθεί από αστρονόμους εδώ και δεκαετίες.

[Δροσος Γεωργιος]

Νομπέλ Φυσικής στις παγίδες κβαντικών σωματιδίων.

Το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής 2012 κέρδισαν σήμερα ο Γάλλος Σερζ Αρός και ο Αμερικανός Ντέιβιντ Ουάινλαντ επειδή βρήκαν τρόπους για να μετρούν κβαντικά σωματίδια χωρίς να τα καταστρέφουν, κάτι που οι ερευνητές θεωρούσαν ως τότε αδύνατο.

Η δουλειά τους μπορεί να οδηγήσει στην κατασκευή ενός νέου είδους εξαιρετικά γρήγορου ηλεκτρονικού υπολογιστή βασισμένου στην κβαντική φυσική, σύμφωνα με τη Σουηδική Βασιλική Ακαδημία Επιστημών που απένειμε το βραβείο, το οποίο συνοδεύεται από χρηματικό έπαθλο 8 εκατ. κορωνών (930.000 ευρώ) στους δύο επιστήμονες.

"Οι βραβευθέντες άνοιξαν το δρόμο για μια νέα εποχή πειραματισμού με την κβαντική φυσική επιτυγχάνοντας την άμεση παρατήρηση μεμονωμένων κβαντικών σωματιδίων χωρίς να τα καταστρέφουν», αναφέρει η Ακαδημία στη δήλωση που εξέδωσε.

"Ίσως ο κβαντικός ηλεκτρονικός υπολογιστής αλλάξει την καθημερινή ζωή μας αυτό τον αιώνα με τον ίδιο ριζικό τρόπο που την άλλαξε ο κλασικός ηλεκτρονικός υπολογιστής τον περασμένο αιώνα», προσθέτει.

Οι εφαρμογές των τεχνικών αυτών όπως λέγεται μπορεί να είναι σημαντικές. Η ικανότητα του ανθρώπου να επηρεάζει πλέον σε τέτοιο επίπεδο τόσο μικρά και μεμονωμένα σωματίδια μπορεί να δώσει ακόμη πιο καλούς μετρητές του χρόνου (10.000 πιο ακριβείς από τα σημερινά ατομικά ρολόγια Καισίου) βελτιώνοντας αφάνταστα συσκευές όπως αυτές του GPS αλλά ανοίγοντας πλέον και ένα παράθυρο προς το όνειρο της κατασκευής του λεγόμενου κβαντικού υπολογιστή, που θα κάνει τους σημερινούς να φαίνονται όπως ένα κάρο που το σέρνει το άλογο μπροστά σε έναν πύραυλο έτοιμο να απογειωθεί…

 

Παγίδες για φωτόνια

Σε αυτόν λοιπόν τον σχεδόν απαγορευμένο κόσμο κατάφεραν να εισχωρήσουν από διαφορετικές πόρτες και με διαφορετικά εργαλεία αλλά με την ίδια περίπου δεξιοτεχνία και εφευρετικότητα οι δυο βραβευμένοι σήμερα Φυσικοί. Διότι ακούγεται απλό να κρατάς ανέπαφο ένα φωτόνιο, παγιδευμένο ανάμεσα σε δυο καθρέφτες για λίγο περισσότερο από ένα δέκατο του δευτερολέπτου (χρόνος που θα του αρκούσε να κάνει μια περιστροφή γύρω από τη Γη) αλλά είναι ένα από τα πιο δύσκολα πράγματα στον κόσμο. Και ακόμη πιο δύσκολο να μπορείς να ξέρεις τι πραγματικά συμβαίνει μέσα σε αυτή την παγίδα όπου το έχεις εγκλωβίσει.

 

Ο Σερζ Αρός και η ομάδα του στο Παρίσι κατάφεραν να κατασκευάσουν τους πιο τέλειους ανακλαστικά καθρέφτες στον κόσμο που τους κρατούν σε μια απόσταση 3 εκατοστών μεταξύ τους, σε θερμοκρασίες πολύ κοντά στο απόλυτο μηδέν (δηλαδή στους -273 βαθμούς Κελσίου). Στη συνέχεια μπορούν να στέλνουν κάποιους τεχνητούς σχηματισμούς που ονομάζονται Άτομα-Rydberg, κάτι σαν πιο ογκώδη τεχνητά άτομα (100 φορές μεγαλύτερα, σε σχήμα… λουκουμά) πολύτιμα εργαλεία της «δουλειάς» μέσα σε αυτή την παγίδα των φωτονίων και να τα περιμένουν στην έξοδο με τους κατάλληλους ανιχνευτές. Χάρη και στο φαινόμενο της σύμπλεξης μπορούν εξετάζοντας την κατάσταση των Ατόμων-Rydberg να αποφαίνονται αν υπήρχαν μέσα στην παγίδα τα τόσο ευαίσθητα από κάθε άποψη φωτόνια, και σε τι κατάσταση βρισκόταν, χωρίς όμως να τους αλλάξουν την κατάσταση. Είναι σαν να μπορούσε να δει κάποιος σε τι κατάσταση, ζωντανή ή όχι βρίσκεται η γάτα του Σρέντιγκερ χωρίς να ανοίξει το ερμητικά κλειστό κουτί ή αλλιώς, όπως είπε κάποιος Σουηδός καθηγητής να φάει το κέικ αλλά και να το έχει ολόκληρο.

Τα ιόντα στη… φάκα

Στο Μπόλντερ του Κολοράντο ο Ντέιβιντ Γουάινλαντ με την ομάδα του κατάφεραν να στείλουν ιόντα, δηλαδή άτομα που δεν είναι ηλεκτρικά ουδέτερα (αυτό γίνεται αν τους έχουν φύγει κάποια ηλεκτρόνια) μέσα σε μια παγίδα δημιουργημένη από ηλεκτρικά πεδία. Με εξαιρετική μαεστρία στη χρήση των ακτίνων λέιζερ ήταν σε θέση αφού δημιουργούσαν κενό, σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες και στέλνοντας με το λέιζερ τους κατάλληλους παλμούς να καταφέρνουν να… ησυχάζουν το παγιδευμένο στην περίτεχνη φάκα του ιόν, ώστε να μην κάνει πολλές κινήσεις και να έχει έτσι τη χαμηλότερη δυνατή ενέργεια. Όταν έλθει εκεί που το θέλουν, με τον κατάλληλο παλμό μπορούν να το φέρουν σε μια κατάσταση ασυνήθιστη για τον δικό μας κόσμο αλλά πολύ «φυσιο-λογική» για τον μικρόκοσμο: εκεί όπου συνυπάρχουν την ίδια στιγμή δυο διαφορετικές καταστάσεις ενέργειας και να μελετούν τη συμπεριφορά εκεί.

 

Έρβιν Σρέντιγκερ.

Τα πειράματα των νικητών του φετινού Νόμπελ θα είχαν αφήσει έκπληκτο τον Αυστριακό φυσικό Έρβιν Σρέντιγκερ, έναν από τους θεμελιωτές της κβαντικής φυσικής τον προηγούμενο αιώνα.

«Ποτέ δεν πειραματιζόμαστε με μόνο ένα ηλεκτρόνιο ή άτομο ή μόριο. Ορισμένες φορές υποθέτουμε ότι το κάνουμε σε πειράματα σκέψης, αυτό όμως οδηγεί πάντα σε γελοίες συνέπειες» έγραφε το 1952.

Αυτό που προβλημάτιζε τον Σρέντιγκερ ήταν οι σχεδόν παράλογες συνέπειες των εξισώσεών του, οι οποίες έδειχναν ότι ένα σωματίδιο μπορεί να βρίσκεται σε δύο καταστάσεις ταυτόχρονα. Φανταστείτε, είπε, μια γάτα που βρίσκεται απομονωμένη σε ένα κουτί όπου υπάρχει και μια συσκευή απελευθέρωσης ενός δηλητηρίου, η οποία ελέγχεται από ένα κβαντικό σύστημα.

Το κβαντικό σύστημα βρίσκεται σε δύο καταστάσεις, και επομένως και η γάτα βρίσκεται σε δύο καταστάσεις: και ζωντανή και νεκρή ταυτόχρονα. Αυτό όμως είναι αδύνατο να παρατηρηθεί, αφού το άνοιγμα του κουτιού θα διατάρασσε την κβαντική υπέρθεση και θα καθιστούσε τη γάτα είτε ζωντανή είτε νεκρή.

Ο ίδιος ο Σρέντιγκερ ζήτησε αργότερα συγγνώμη για τη σύγχυση που προκάλεσε στη φυσική, τελικά όμως οι Αρός και Ουάινλαντ έδειξαν ότι τέτοιες καταστάσεις υπέρθεσης υπάρχουν και μπορούν να δημιουργηθούν στο εργαστήριο, με φωτόνια ή άτομα που βρίσκονται ταυτόχρονα σε δύο καταστάσεις.

Και, όσο κι αν φαίνεται παράξενο, ο παραλογισμός του Σρέντιγκερ μπορεί να έχει πρακτικές εφαρμογές, μεταξύ άλλων στους κβαντικούς υπολογιστές.

Οι σημερινοί υπολογιστές αποθηκεύουν την πληροφορία σε bit, τα οποία βρίσκονται είτε στην κατάσταση «0» είτε στην κατάσταση «1». Στους κβαντικούς υπολογιστές όμως, κάθε bit μπορεί να βρίσκεται σε δύο καταστάσεις ταυτόχρονα, επιτρέποντας παράλληλους υπολογισμούς με αστρονομική ταχύτητα.

 

Ο Σερζ Αρός (Serge Haroche) γεννήθηκε το 1944 στην Καζαμπλάνκα και ολοκλήρωσε το διδακτορικό του το 1971 στο Πανεπιστήμιο «Πιέρ και Μαρί Κιουρί» του Παρισιού. Είναι σήμερα καθηγητής στο Collège de France και την Ecole Normale Supérieure στο Παρίσι.

Ο Σερζ Αρός δήλωσε σήμερα ότι «δυσκολεύεται να συνειδητοποιήσει» ότι τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ Φυσικής και είπε πως χρειάσθηκε να καθίσει όταν δέχθηκε στη Γαλλία το τηλεφώνημα από τη Βασιλική Ακαδημία Επιστημών της Σουηδίας.

Μετά την επικοινωνία του με την Επιτροπή Νόμπελ, ο 68χρονος φυσικός αφηγήθηκε: «Ήμουν στο δρόμο, περνούσα δίπλα από ένα παγκάκι, και μπόρεσα να καθίσω αμέσως». Είχε δει στο κινητό του τον τηλεφωνικό κωδικό της Σουηδίας και είχε μαντέψει πως θα κέρδιζε το βραβείο.

Μετά το τηλεφώνημα της Ακαδημίας, ειδοποίησε την οικογένειά του και τους στενότερους συνεργάτες του, «χωρίς τους οποίους δεν θα είχα μπορέσει να κερδίσω το βραβείο». «Πρώτα τηλεφώνησα στα παιδιά μου και μετά στους στενότερους συνεργάτες μου. Ο ένας έδινε μια διάλεξη. Του έστειλα γραπτό μήνυμα».

"Είμαι πολύ έκπληκτος», δήλωσε μιλώντας λίγο αργότερα στο τηλέφωνο με το σουηδικό ραδιόφωνο.

"Σκέφτεσαι πάντα ότι μπορεί να συμβεί», πρόσθεσε, «όμως οι πιθανότητες είναι πολύ μικρές».

Ο Σερζ Αρός είπε ότι θα πάει το απόγευμα στο εργαστήριό του και πως λογαριάζει να γιορτάσει το βραβείο του «με σαμπάνια».

 

Ο Ντέιβιντ Ουάινλαντ (David J. Wineland) γεννήθηκε το 1944 στο Μιλγουόκι και έγινε διδάκτορας του Χάρβαρντ το 1970. Εργάζεται σήμερα στο αμερικανικό Εθνικό Ινστιτούτο Μέτρων και Τεχνολογίας και το Πανεπιστήμιο του Κολοράντο στο Μπούλντερ.

 

[Δροσος Γεωργιος]

Ο αριθμός των χρηστών του Διαδικτύου έφθασε τα 2,3 δισ. ανθρώπους στον κόσμο.

Ο αριθμός των χρηστών του Διαδικτύου στον κόσμο αυξήθηκε στο τέλος της περασμένης χρονιάς κατά 11 %, φθάνοντας τα 2,3 δισ. ανθρώπους.

Αυτό αναφέρεται στην έκθεση «Μέτρηση της κοινωνίας των πληροφοριών, 2012» της Διεθνούς Ένωσης Ηλεκτρονικών Επικοινωνιών (ΔΕΗΕ).

Παρ’ όλ’ αυτά σχεδόν το ένα τέταρτο όλων των χρηστών του Παγκόσμιου Ιστού διαμένουν στην Κίνα.

Ταυτοχρόνως αυξάνεται ο αριθμός των ανθρώπων, που χρησιμοποιούν το Διαδίκτυο από το σπίτι τους. Ως άλλη μια σημαντική πλευρά οι ειδικοί της ΔΕΗΕ κατονομάζουν το γεγονός ότι η αύξηση του αριθμού των συνδρομητών της κινητής ευρυζωνικής επικοινωνίας αυξήθηκε κατά 40 %, ξεπερνώντας το ένα δισεκατομμύριο ανθρώπους.

[Δροσος Γεωργιος]

Επετεύχθη ζεύξη qubits σε απόσταση μέσω ενός υπεραγώγιμου κυκλώματος μικροκυμάτων ή «quantum bus»

Οι κβαντικοί υπολογιστές θεωρούνται ακόμη ένα μάλλον μακρινό όνειρο, το όνειρο αυτό φαίνεται όμως να έρχεται ένα βήμα πιο κοντά με το επίτευγμα μιας ομάδας αμερικανών επιστημόνων. Οι ερευνητές κατόρθωσαν να δημιουργήσουν ζεύξη ανάμεσα σε κβαντικά μπιτ (qubit) που βρίσκονται σε απόσταση μεταξύ τους, ανοίγοντας τον δρόμο για την υλοποίηση κυκλωμάτων κβαντικών υπολογιστών σε μεγαλύτερη κλίμακα.

Οι ειδικοί από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον και το Joint Quantum Institute του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ πέτυχαν να ενώσουν τα δυο «μακρινά» spin qubit χρησιμοποιώντας ως όχημα ένα... «κβαντικό λεωφορείο» ή quantum bus – ένα υπεραγώγιμο κύκλωμα μικροκυμάτων σε ορισμένη συχνότητα ώστε να εισέρχονται σε κβαντική σύμπλεξη.

Τα σπιν ηλεκτρονίου παγιδευμένα σε κβαντικές τελείες έχουν προταθεί στο παρελθόν ως βασικά δομικά στοιχεία για την κατασκευή κβαντικών υπολογιστών. Εξ αιτίας της ασθενούς μαγνητικής ροπής των ηλεκτρονίων ήταν όμως εξαιρετικά δύσκολο να συζευχθούν spin qubits που βρίσκονταν σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους, γεγονός το οποίο καθιστούσε ουσιαστικά αδύνατη τη «λειτουργική» χρήση τους για την κατασκευή κβαντικών υπολογιστών.

Βασιζόμενοι σε προηγούμενες έρευνες οι οποίες είχαν δώσει ενδείξεις ότι η χρήση υπεραγώγιμων κυκλωμάτων μικροκυμάτων επιτρέπει την αλληλεπίδραση μακρινών μεταξύ τους spin qubits, ο Τζέισον Πέτα του Πανεπιστημίου του Πρίνστον και οι συνεργάτες του έδειξαν ότι αυτό είναι εφικτό χρησιμοποιώντας νανονήματα ημιαγωγών ώστε να ενισχύσουν τη ζεύξη των qubits με το υπεραγώγιμο κύκλωμα μικροκυμάτων.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature».

http://www.nature.com/nature/journal/v490/n7420/full/nature11559.html

 

Ο παλαιότερος υπολογιστής στον κόσμο άρχισε πάλι να λειτουργεί.

Δύο μηχανικοί από τη Μ.Βρετανία κατόρθωσαν να θέσουν ξανά σε λειτουργία έναν υπολογιστή, που είχε παραχθεί στις αρχές της δεκαετίας του 1960.

Για να επαναφέρουν στη ζωή τον υπολογιστή διαστάσεων 6 με 6,5 μέτρα και βάρους μισού τόνου, οι ενθουσιώδεις μηχανικοί χρειάστηκαν 9 χρόνια. Ο υπολογιστής έπρεπε πρώτα να αποσυναρμολογηθεί και να βρεθούν τα εξαρτήματα, που έλειπαν.

Το 1962 ο υπολογιστής είχε αγοραστεί από το Πανεπιστήμιο του Λονδίνου έναντι 250.000 λιρών στερλινών.

Βασική αποστολή του ήταν να επεξεργάζεται τα αποτελέσματα των εξετάσεων. Ο υπολογιστής επίσης μπορούσε να εκτυπώνει πιστοποιητικά. Τώρα οι μηχανικοί σχεδιάζουν να παραδώσουν το σπάνιο τεχνολογικό έκθεμα σε κάποιο ινστιτούτο ή μουσείο.

[Δροσος Γεωργιος]

Τιτάνας, σύντομα ο ισχυρότερος υπολογιστής του κόσμου.

Με την ολοκλήρωση μιας σημαντικής αναβάθμισης τις επόμενες εβδομάδες, ο ισχυρότερος υπερυπολογιστής των ΗΠΑ θα γίνει ο ισχυρότερος του κόσμου.

Το σύστημα Titan, το οποίο ετοιμάζεται στο Εθνικό Εργαστήριο του Όουκ Ριτζ στο Τενεσί, θα φτάσει σε ισχύ τα 10 με 20 petaflops, δηλαδή θα εκτελεί 20 τετράκις εκατομμύρια υπολογισμούς κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο.

Το νούμερο αντιστοιχεί σε μισό εκατομμύριο οικιακά PC και υπερβαίνει κατά σχεδόν δέκα φορές την ισχύ του συστήματος στη σημερινή του μορφή, με την ονομασία Jaguar.

Ο αναβαθμισμένος υπερυπολογιστής θα αναλάβει να αναλύει νέα στελέχη του ιού της γρίπης, θα πραγματοποιεί εικονικές δοκιμές εμβολίων και θα βοηθήσει στην ανάπτυξη νέων βιοκαυσίμων και συστημάτων ηλιακής ενέργειας.

Το Jaguar κατασκευάστηκε από την αμερικανική Cray, η οποία ειδικεύεται στους υπερυπολογιστές. Περιλαμβάνει 224.256 επεξεργαστές Opteron της AMD και τρέχει μια ειδική έκδοση του Linux.

Με την αναβάθμιση το σύστημα θα εφοδιαστεί με μερικές χιλιάδες επεξεργαστές γραφικών (GPU), παρόμοιους με αυτούς που χρησιμοποιούνται σε κονσόλες όπως το PlayStation, όπως θέλει μια νέα τάση στην αγορά υπερυπολογιστών. Χάρη στην δυνατότητά τους για παράλληλη επεξεργασία των δεδομένων, τα τσιπ GPU μπορούν να επιταχύνουν σημαντικά ορισμένες, αλλά όχι όλες, τις εργασίες.

Το Τitan θα εξοπλιστεί με τα τσιπ Tesla και Kepler της Nvidia.

H αναβάθμιση δεν αναμένεται πάντως να αυξήσει σημαντικά την κατανάλωση ρεύματος, με το λογαριασμό σε ετήσια βάση να φτάνει τα 25 εκατομμύρια δολάρια.

Την πρωτιά του ταχύτερου υπολογιστή του κόσμου κατέχει σήμερα ο κινεζικός Tianhe-1A, ενώ ο Jaguar ακολουθεί στη δεύτερη θέση.

Στην φωτογραφία ο υπερυπολογιστής Jaguar της Cray.

[Δροσος Γεωργιος]

Νανοσωλήνες άνθρακα εναντίον πυριτίου.

Το πυρίτιο έχει κάθε λόγο να ανησυχεί για το μέλλον του στη βιομηχανία υπολογιστών.

Ερευνητές της IBM κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα τσιπ με δέκα χιλιάδες τρανζίστορ που αποτελούνται από νανοσωλήνες άνθρακα, το υλικό που αναμένεται να δώσει παράταση στο Νόμο του Μουρ.

Σύμφωνα με τον γνωστό νόμο, η πυκνότητα των τρανζίστορ στα τσιπ, και επομένως και οι επιδόσεις των υπολογιστών, διπλασιάζονται κάθε ενάμισι με δύο χρόνια. Σύντομα, όμως, η βιομηχανία ημιαγωγών θα φτάσει ένα κρίσιμο όριο, πέρα από το οποίο οι ιδιότητες του πυριτίου και τα κβαντικά φαινόμενα που εμφανίζονται στο επίπεδο της νανοκλίμακας δεν επιτρέπουν περαιτέρω σμίκρυνση.

Το μέγεθος και οι ασυνήθιστες ηλεκτρικές ιδιότητες των νανοσωλήνων, κούφιων σωλήνων με τοιχώματα που έχουν πάχος ένα άτομο άνθρακα, υπόσχονται τη λύση. Η IBM εκτιμά ότι το νέο υλικό θα προσφέρει πενταπλάσιες ή και δεκαπλάσιες επιδόσεις σε σχέση με το πυρίτιο και θα επιτρέπει την περαιτέρω σμίκρυνση για πολύ καιρό ακόμα

«Το πρόβλημα είναι ότι αυτό θα πρέπει να έχει φτάσει στην παραγωγή σε δέκα με 15 χρόνια, οπότε μας μένουν μόνο λίγα χρόνια για να καθορίσουμε τις τεχνικές λεπτομέρειες» λέει ο Τζέιμς Χάνον της IBM Research.

Μέχρι σήμερα, οι επιστήμονες είχαν καταφέρει να τοποθετήσουν και να ευθυγραμμίσουν μόνο μερικούς εκατοντάδες νανοσωλήνες κάθε φορά. Τώρα, η ομάδα του Χάνον αναφέρει στο Νature Nanotechnology ότι δημιούργησε ηλεκτρονικές συσκευές με δέκα χιλιάδες τρανζίστορ, οι οποίες φτάνουν σε πυκνότητα το ένα δισεκατομμύριο νανοσωλήνες ανά τετραγωνικό εκατοστό.

Η προσέγγιση που ακολούθησαν οι ερευνητές ήταν σχετικά απλή: σε πρώτη φάση, χρησιμοποίησαν ένα επιφανειοδραστικό -στην ουσία ένα είδος σαπουνιού- που καθιστά τους νανοσωλήνες διαλυτούς στο νερό.

Μέσα σε αυτό το διάλυμα νανοσωλήνων βυθίστηκε στη συνέχεια μια πλάκα από πυρίτιο, πάνω στην οποία είχαν δημιουργηθεί με συμβατικές διαδικασίες παραγωγής λωρίδες του εξωτικού μετάλλου χάφνιου. Λόγω της χημικής τροποποίησης που είχαν υποστεί, οι νανοσωλήνες συνδέθηκαν στο χάφνιο με χημικούς δεσμούς, ενώ οι ενδιάμεσες λωρίδες πυριτίου έμειναν καθαρές.

Το σημαντικό με το νέο, πειραματικό τσιπ, επισημαίνουν οι ερευνητές, είναι ότι όχι μόνο πετυχαίνει υψηλή πυκνότητα νανοσωλήνων, αλλά και ότι βασίζεται σε απλά χημικά και τεχνικές που ήδη εφαρμόζονται ευρέως στη βιομηχανία ημιαγωγών.

Παρόλα αυτά, η τεχνολογία δεν είναι έτοιμη για εμπορική αξιοποίηση: Όπως επισημαίνει ο Δρ Χάνον, στο πειραματικό τσιπ «υπάρχει ένας νανοσωλήνας κάθε 150 με 200 νανόμετρα. Η απόσταση αυτή είναι είναι δέκα φορές μεγαλύτερη από αυτή που απαιτείται για την κατασκευή ενός μικροεπεξεργαστή».

[Δροσος Γεωργιος]

Σαν σήμερα γεννήθηκε το WWW!

Στις 12 Νοεμβρίου του 1990, ο επονομαζόμενος και «πατέρας» του Ίντερνετ Τιμ Μπέρνερς Λι ανακαλύπτει τον Παγκόσμιο Ευρύ Ιστό, γνωστότερο με τα αρχικά WWW (World Wide Web), πάνω στον οποίο βασίζεται η λειτουργία του διαδικτύου.

Ο Τιμ Μπέρνερς Λι γεννήθηκε στο Λονδίνο στις 8 Ιουνίου 1955. Φοίτησε στο Queens College της Οξφόρδης.

Εκεί κατασκεύασε τον πρώτο του υπολογιστή, με μόνα υλικά παλιά ηλεκτρονικά εξαρτήματα και ένα κολλητήρι.

Στο Πανεπιστήμιο, όπου σπούδασε Φυσική, συνελήφθη ως χάκερ με συνέπεια να αποκλειστεί από τη χρήση του πανεπιστημιακού υπολογιστή. Από την Οξφόρδη αποφοίτησε το 1976 και εργάστηκε σε επιχειρήσεις ως προγραμματιστής / σύμβουλος μέχρι το 1980, οπότε και μετακλήθηκε από το CERN, το Ευρωπαϊκό Κέντρο Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων, ως Σύμβουλος Μηχανικός Προγραμματισμού. Εκεί επινόησε και το πρόγραμμα Enquire, τον πρόδρομο του Παγκόσμιου Ιστού, που τον βοηθούσε να παρακολουθεί τον τεράστιο αριθμό ερευνητών και προγραμμάτων (projects) του Ιδρύματος. Αυτό το πρόγραμμα ποτέ δε δόθηκε για χρήση στο κοινό.

Έφυγε από το CERN σε άλλες εργασίες, για να επιστρέψει εκεί το 1984 και να αναλάβει τα κατανεμημένα συστήματα μεταφοράς επιστημονικών δεδομένων και ελέγχου. Σύντομα βρέθηκε ξανά αντιμέτωπος με το παλιό πρόβλημα χειρισμού του τεράστιου όγκου ερευνητών και προγραμμάτων του Ιδρύματος συν το μάλλον ιδιότροπο σύστημα του CERN για τη διακίνηση επιστημονικών πληροφοριών ανάμεσα στα μέλη του. Άρχισε να οραματίζεται ένα παγκόσμιο σύστημα διακίνησης πληροφοριών, ταχύτερο και ολοσχερώς αποκεντρωμένο, ανεξάρτητο της πλατφόρμας του κάθε υπολογιστή, πολύγλωσσο και χωρίς γραφειοκρατικούς περιορισμούς και καθυστερήσεις. Υπέβαλε ένα υπόμνημα σχετικά με το σχέδιό του στη διοίκηση, αλλά, τότε, δεν πήρε καμία απάντηση. Περιμένοντας να ξεπεραστούν τα γραφειοκρατικά προβλήματα της διοίκησης, άρχισε να εργάζεται πάνω στις λεπτομέρειες του συστήματος που είχε σκεφθεί.

Έτσι δημιούργησε το πρωτόκολλο http (hypertext transfer protocol), δηλαδή τη «γλώσσα» επικοινωνίας των υπολογιστών στο διαδίκτυο και, παράλληλα, επινόησε ένα τρόπο αναγνώρισης κάθε «εγγράφου», αποδίδοντάς του ένα μοναδικό παγκόσμιο αναγνωριστικό (Universal Resource Identifier), μαζί με ένα αναγνωριστικό διεύθυνσης. Τα δύο αυτά χαρακτηριστικά συνδυάστηκαν και σήμερα αποτελούν το URL Ενιαίο Χαρακτηριστικό Εντοπισμού (Uniform Resource Locator).

Το 1990 και συγκεκριμένα το Νοέμβριο, στις 12, ολοκλήρωσε τη δημιουργία του πρώτου προγράμματος περιήγησης (browser), έπρεπε όμως να δημιουργήσει και ένα πρόγραμμα εξυπηρέτησης (server) και μια γλώσσα για την περιγραφή του εγγράφου.

Έτσι, επινόησε τη γλώσσα HTML (HyperText Markup Language).

Το 1991 τα είχε ετοιμάσει όλα και, μη έχοντας ακόμη επίσημη απάντηση από το CERN, δημιούργησε τον πρώτο server, τον info.cern.ch., διαθέτοντας παράλληλα ελεύθερα το πρόγραμμα περιήγησης και το λογισμικό του server μέσω του Διαδικτύου. Παράλληλα, άρχισε να «διαφημίζει» το δημιούργημά του μέσω των Ομάδων Νέων (Newsgroups). Σύντομα άρχισε να επικοινωνεί με χρήστες και να βελτιώνει τη δημιουργία του, χρησιμοποιώντας τις υποδείξεις τους.

Στο μεταξύ, οι χρήστες της νέας υπηρεσίας, που ο ίδιος είχε ονομάσει Παγκόσμιο Ιστό (World Wide Web), άρχισαν να αυξάνονται αλματωδώς, ενώ οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ήταν πολύ πιο εύκολο και εξυπηρετικό να «δημοσιεύουν» τις πληροφορίες τους σε μια ιστοσελίδα , αντί να απαντούν σε πολυάριθμα μηνύματα ηλεκτρονικού ταχυδρομείου ή να τις δημοσιεύουν στις ομάδες νέων, των οποίων η κίνηση πολλές φορές τις «έθαβε» (με την έννοια ότι περνούσαν απαρατήρητες). Ενδιαφέρον επίσης έδειξαν για το επίτευγμα του Λι και κυβερνητικές υπηρεσίες. Σύντομα, η κίνηση της νέας υπηρεσίας έγινε τόση, ώστε προέκυψε η ανάγκη δημιουργίας νέου λογισμικού περιήγησης.

Ο Marc Andreessen, ένας φοιτητής του Πανεπιστημίου του Ιλλινόις δημιούργησε το λογισμικό Mosaic, τον πρόγονο του σημερινού λογισμικού περιήγησης Netscape Navigator.

Σημαντική συμβολή στο όλο εγχείρημα είχε, επίσης, και η συνεχώς αυξανόμενη δημοτικότητα των Windows της Microsoft με το γραφικό τους περιβάλλον. Η υπηρεσία του Παγκόσμιου Ιστού είναι σήμερα η δημοφιλέστερη στο Διαδίκτυο, με περισσότερες από 25 δισεκατομμύρια δημοσιευμένες σελίδες και περίπου 1,3 δισ. χρήστες παγκοσμίως, αριθμός που αυξάνεται μέρα με την ημέρα.

Σήμερα ο Τιμ Μπέρνερς Λι είναι ο Πρόεδρος του W3C Κονσόρτσιουμ του Παγκόσμιου Ιστού, ερευνητής στο ΜΙΤ και έχει πολλές τιμητικές διακρίσεις, μεταξύ πολλών άλλων και Ιππότης της Βρετανικής Αυτοκρατορίας (2004) από την Βασίλισσα της Αγγλίας και παράσημο εξαίρετων υπηρεσιών (Order of Merit) από την ίδια το 2007. Το περιοδικό Time τον κατέταξε ανάμεσα σε ένα από τα 100 λαμπρότερα πνεύματα του αιώνα. Τον Δεκέμβριο του 2004 ονομάσθηκε επίτιμος Καθηγητής στο τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο του Σαουθάμπτον. Είναι, επίσης, συν-διευθυντής του φορέα «Web Science Research Initiative (WSRI)» (Πρωτοβουλία Επιστημονικής Έρευνας στον Ιστό), που δημιουργήθηκε το 2006.

Η επινόηση του Τιμ Μπέρνερς Λι μεταμόρφωσε τον κόσμο, αφού άλλαξε τα στάνταρ όχι μόνο στην ανταλλαγή πληροφοριών, αλλά και σε θέματα της καθημερινότητας, όπως διακίνηση και εμπόριο αγαθών, εκπαίδευση, ταξίδια, ενημέρωση, χρηματοοικονομικές συναλλαγές. Είναι αυτή που πραγματικά άνοιξε το Διαδίκτυο σε πολύ ευρεία μάζα χρηστών σε ολόκληρο τον πλανήτη.

[Πηγή tvxs.gr]

[Δροσος Γεωργιος]

Νέο κβαντικό ολοκληρωμένο κύκλωμα.

Μια διεθνής ερευνητική ομάδα έχει προχωρήσει στη δημιουργία ενός νέου, πολλά υποσχόμενου, κβαντικού ολοκληρωμένου κυκλώματος, που φαίνεται ν’ ανοίγει τον δρόμο για απολύτως ασφαλείς επικοινωνίες και για πολύ γρήγορους ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Οι επιστήμονες, με επικεφαλής ερευνητές του πανεπιστημίου του Μπρίστολ, που αναμένεται να κάνουν τις σχετικές επίσημες ανακοινώσεις αυτή την εβδομάδα στο πλαίσιο του Βρετανικού Φεστιβάλ Επιστήμης στο Αμπερντίν της Σκωτίας, φιλοδοξούν ότι το νέο τσιπ θα κάνει τις ηλεκτρονικές συσκευές άτρωτες έναντι πιθανών απειλών.

Το νέο κβαντικό «τσιπ» είναι κατασκευασμένο από πυρίτιο, χρησιμοποιεί το φως και είναι χιλιάδες φορές μικρότερο από τα υπάρχοντα.

Οι ερευνητές θεωρούν εφικτή τη μαζική παραγωγή και αξιοποίησή του σε εμπορικά προϊόντα. Η χρησιμοποίηση του πυριτίου στο κβαντικό τσιπ έχει το μεγάλο πλεονέκτημα ότι παρέχει συμβατότητα με τα υπάρχοντα εξαρτήματα, που εδώ και χρόνια η βιομηχανία ηλεκτρονικών χρησιμοποιεί. Σύμφωνα με τον καθηγητή φυσικής, Τζέρεμι Ο΄Μπράιαν, του πανεπιστημίου του Μπρίστολ, οι κβαντικοί επεξεργαστές θα ήταν δυνατό να ενσωματωθούν στα συμβατικά μικροηλεκτρονικά κυκλώματα το πολύ μέσα στα επόμενα τρία έως πέντε χρόνια. Για το νέο τσιπ, εκτός από το Μπρίστολ, έχουν συνεργαστεί το σκοτσέζικο πανεπιστήμιο Heriot-Watt, το ολλανδικό πανεπιστήμιο Delft και τρεις εταιρίες (η ιαπωνική Toshiba, η φινλανδική Nokia και η βρετανική Oclaro). Ο Άντι Νισκάνεν του Ερευνητικού Κέντρου της Nokia στο Κέμπριτζ δήλωσε ότι

«η κατανόηση της κβαντικής φωτονικής ανοίγει συναρπαστικές προοπτικές για περαιτέρω έρευνα στην ασφάλεια, στους αισθητήρες και στην επεξεργασία των πληροφοριών. Η ασφάλεια των προσωπικών δεδομένων, η ικανότητα μιας συσκευής να αντιλαμβάνεται τον κόσμο γύρω της και η δυνατότητά της να ερμηνεύει γρήγορα αυτές τις πληροφορίες, θα προσφέρουν από κοινού μελλοντικά οφέλη στους χρήστες των κινητών συσκευών».

Τα νέα κβαντικά κυκλώματα είναι συμβατά και με την τεχνολογία των οπτικών ινών, που χρησιμοποιείται στις υποδομές των ευρυζωνικών τηλεπικοινωνιακών δικτύων και του διαδικτύου, καθώς λειτουργούν στα ίδια μήκη κύματος. Τα φωτόνια των κβαντικών τσιπ και το φως, που μεταφέρει τις πληροφορίες μέσω των οπτικών ινών, όπως είπε ο Μαρκ Τόμσον του Κέντρου Κβαντικής Φωτονικής του πανεπιστημίου του Μπρίστολ, «μιλούν την ίδια γλώσσα».

http://physicsgg.blogspot.gr/2012/09/blog-post_5.html

[Δροσος Γεωργιος]

Υπερυπολογιστής σπάει το φράγμα του ενός εκατομμυρίου πυρήνων.

Το σύστημα Sequoia της IBM, εγκατεστημένος στο αμερικανικό Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore στην Καλιφόρνια, είναι ο πρώτος υπολογιστής του κόσμου που ξεπερνά το ένα εκατομμύριο πυρήνες επεξεργασίας.

Τη στιγμή που τα οικιακά PC περιορίζονται στους διπύρηνούς, ή το πολύ τετραπύρηνους επεξεργαστές, το Sequoia Bluegene/Q βασίζεται σε τσιπ PowerPC με 16 πυρήνες το καθένα, και περιλαμβάνει συνολικά 1.572.864 πυρήνες επεξεργασίας.

Αυτή την εβδομάδα, ερευνητές του εργαστηρίου Δυναμικής Ρευστών στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ ανακοίνωσαν ότι χρησιμοποίησαν το Sequoia για μια από τις πλέον περίπλοκες εργασίες που έχουν αναλάβει ποτέ, την προσομοίωση της παραγωγής θορύβου σε έναν υπερηχητικό στροβιλοκινητήρα.

Το καλοκαίρι του 2012, το Sequoia ανακηρύχθηκε επίσημα ο ταχύτερος υπολογιστής του κόσμου με ταχύτητα 16,32 petaflops (τετράκις εκατομμύρια υπολογισμούς κινητής υποδιαστολής ανά δευτερόλεπτο) περίπου 55% υψηλότερη σε σχέση με τον προηγούμενο κάτοχο του ρεκόρ.

Ο υπερυπολογιστής της IBM δεν παρέμεινε πάντως για πολύ στην κορυφή, αφού εκθρονίστηκε από τον Titan της Cray με ταχύτητα 17,59 Petaflops. Το Sequoia διατηρεί πάντως το ρεκόρ πυρήνων καθώς το Titan περιορίζεται σε λιγότερους από 300.000.

Στην πράξη, o καταμερισμός μιας υπολογιστικής εργασίας σε 1,5 εκατομμύρια πυρήνες που λειτουργούν παράλληλα πιθανότατα επιτρέπουν στο Sequoia να εκτελεί κάποιες τουλάχιστον εργασίες ταχύτερα ακόμα και από τον Τιτάνα.

Ο υπερυπολογιστής τρέχει το λειτουργικό σύστημα Linux και καταναλώνει 6 με 8 megawatt ηλεκτρικής ενέργειας, ισχύς που θα αρκούσε για την ηλεκτροδότηση μιας μικρής πόλης.

http://news.in.gr/science-technology/article/?aid=1231233040

[Δροσος Γεωργιος]

Μικροτσίπ που προσαρμόζεται στις ζημιές.

Μεγάλες αλλαγές στον χώρο των τσιπ «υπόσχεται» να φέρει ένα πρωτοποριακό μικροτσίπ που παρουσίασαν επιστήμονες του Caltech, το οποίο έχει τη δυνατότητα να «προσαρμόζεται» στις συνθήκες που προκύπτουν από ζημιές, αλλάζοντας τον τρόπο που διαχειρίζεται τα δεδομένα.

Όπως αναφέρει δημοσίευμα του MIT Technology Review, πρόκειται για ένα ενσωματωμένο κύκλωμα το οποίο μπορεί να καταστήσει τα «συμβατικά» τσιπ πιο αξιόπιστα και αποδοτικά.

Το τσιπ δεν επισκευάζει «φυσικά» τις ζημιές, αλλά χρησιμοποιεί έναν δευτερεύοντα επεξεργαστή για να βρει νέους τρόπους να φέρει σε πέρας τις εργασίες του, παρά την παρουσία φθορών.

Το τσιπ, επιπροσθέτως μπορεί να προγραμματιστεί ανάλογα με τις εκάστοτε προτεραιότητες, όπως η εξοικονόμηση ενέργειας ή η αύξηση της ταχύτητας.

Όπως αναφέρει στο MIT Technology Review o Άλι Χατζιμίρι, ο καθηγητής του Caltech που ηγήθηκε της έρευνας, τα τσιπ «νέας γενιάς», πέρα από το ότι θα έχουν τη δυνατότητα να μεταβάλλουν τις επιδόσεις τους ακαριαία, θα λειτουργούν καλύτερα και σε πιο συνηθισμένες/ συμβατικές εργασίες.

Αυτοεπισκευαζόμενα κυκλώματα τέτοιου είδους θα είναι πιο ανθεκτικά σε κατασκευαστικά προβλήματα, ενώ παράλληλα θα αντέχουν σε αντίξοες συνθήκες, όπως υψηλές θερμοκρασίες ή φθορά λόγω χρόνου. Οι εν δυνάμει εφαρμογές είναι απεριόριστες, και θα μπορούσαν να κυμαίνονται από πιο αξιόπιστο στρατιωτικό εξοπλισμό μέχρι ανθεκτικότερες «καθημερινές» καταναλωτικές συσκευές.

Το αυτοεπισκευαζόμενο τσιπ το οποίο παρουσίασε η ομάδα του Χατζιμίρι – η οποία σημείωσε πρωτιά με το εν λόγω επίτευγμα, λόγω του σύνθετου χαρακτήρα του κυκλώματος- αποτελείται από 100.000 τρανζίστορ, διάφορα είδη αισθητήρων, και έναν επιπλέον επεξεργαστή ο οποίος παρακολουθεί τη λειτουργία και τις επιδόσεις, και παράλληλα «τρέχει» αλγορίθμους για βρει τρόπους βελτίωσής τους.

Η δουλειά της ομάδας του Caltech παρουσιάστηκε στο IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques.

Σε δοκιμές που έγιναν, τα κυκλώματα συνέχιζαν να λειτουργούν ακόμα και μετά από επανειλημμένα πλήγματα με λέηζερ, που αχρήστευσαν σχεδόν τα μισά τρανζίστορ- η διαδικασία προσαρμογής στα νέα δεδομένα διαρκούσε μόλις μερικά μιλισεκόντ, ενώ σε περιπτώσεις που δεν υπήρχε ζημιά, η κατανάλωση ενέργειας ήταν μικρότερη κατά 50%.

Βασικό στοιχείο στην όλη υπόθεση αποτελεί ένα πρόγραμμα στον δευτερεύοντα επεξεργαστή, το οποίο αναλύει δεδομένα που προκύπτουν από τους αισθητήρες σχετικά με τη θερμοκρασία, την τάση του ρεύματος, την παροχή ενέργειας κ.α.

Σε κατασκευαστικό επίπεδο, εκτιμάται πως η συγκεκριμένη τεχνολογία θα βοηθήσει πολύ τους κατασκευαστές τσιπ, καθώς δεν θα χρειάζεται να κατασκευάζουν τσιπ έχοντας κατά νου τα χειρότερα δυνατά σενάρια, με τις επιπτώσεις που έχει κάτι τέτοιο στις επιδόσεις τους.

Στην φωτογραφία εικόνα σάρωσης ηλεκτρονικού μικροσκοπίου που δείχνει τη ζημιά που προκλήθηκε σε κύκλωμα από ένα λέιζερ.

http://physicsgg.me/2013/03/26/%ce%bc%ce%b9%ce%ba%cf%81%ce%bf%cf%84%cf%83%ce%af%cf%80-%cf%80%ce%bf%cf%85-%cf%80%cf%81%ce%bf%cf%83%ce%b1%cf%81%ce%bc%cf%8c%ce%b6%ce%b5%cf%84%ce%b1%ce%b9-%cf%83%cf%84%ce%b9%cf%82-%ce%b6%ce%b7%ce%bc/

 

.