Поиск по сайту

up

В сфере новых технологий. Выпуск 43

17-05-2013

Едва ли не каждый день появляются новые технологии и научные открытия, которые в дальнейшем изменят наш взгляд на функционирование компьютерных систем и IT-техники, значительно повысив производительность их работы и расширив функциональные возможности. С наиболее интересными из них мы продолжаем знакомить Вас в цикле материалов «В сфере новых технологий».

Светлое будущее квантовых компьютеров

За последние две недели появилась информация о сразу нескольких существенных открытиях, которые помогут приблизить момент более активного использования квантовых компьютеров.

Во-первых, стоит упомянуть работу интернациональной группы исследователей под руководством профессора шведского университета Linköping Вейминь Чена (Weimin Chen), которым удалось успешно инициализировать и прочитать спин атомного ядра при комнатной температуре. Чтобы осознать важность этого исследования нужно немножко углубиться в принципы функционирования квантовых компьютеров.

Если в традиционных компьютерах единицей информации является бит, который может принимать значения «0» или «1», то в квантовых компьютерах такой единицей является кубит и в соответствие с принципом суперпозиции он может принимать любое значение между «0» и «1». В данном случае исследователи обозначили в качестве кубита спин атомного ядра, которое может вращаться вокруг своей оси по часовой стрелке (эквивалентно «1»), против часовой стрелки (эквивалентно «0») или в обоих направлениях одновременно (эквивалентно любому значению между «1» и «0»).

Поэтому первым шагом к созданию квантовых компьютеров является присвоение каждому кубиту определённого значения «0» или «1». Для этого осуществляется процедура инициализации спина используемых атомных ядер, в соответствие с которой все они начинают вращаться в одном направлении (по часовой стрелке или против часовой стрелки). Проблема заключается в том, что процедура инициализации успешно работает только при очень низких температурах (близких к абсолютному нулю), что требовало постоянного применения высокопродуктивных систем охлаждения. Но исследовательской команде под руководством профессора Чена удалось обойти эту проблему и добиться стабильной инициализации спина атомного ядра даже при комнатной температуре, что позволит в дальнейшем существенно упростить конструкцию квантовых компьютеров.

Laser qubit

Не менее важным стало открытие учёных из Калифорнийского университета в Санта Барбаре, которым удалось инициализировать, манипулировать и считывать текущее значение кубита используя исключительно световые импульсы.

Для создания кубита они использовали дефект алмаза под названием «Азото-замещённая вакансия в алмазе» или «NV-центр». Он возникает при удалении одного из атомов углерода в кристаллической решётке алмаза и связывания образовавшейся вакансии с атомом азота. В результате электронный спин вокруг дефекта формирует квантовый бит (он же кубит), состояниями которого можно легко манипулировать, используя исключительно оптические методы.

Учёным удалость найти способ, позволяющий переводить кубит в любое доступное состояние всего за один шаг путём регулировки параметров взаимодействующего с ним лазера. Также использованный метод предоставляет возможность считывать текущее состояние кубита, а в случае использование массива таких элементов – напрямую взаимодействовать с каждым из них, не изменяя состояния соседних кубитов.  

Boson Sampling Computer

Третье важное открытие покорилось австрийским учёным из Венского университета. Они успешно завершили создание прототипа квантового компьютера на основе фотонов, который был назван Boson Sampling Computer.

Как известно фотоны – это один из типов бозонов, которые обладают высокой мобильностью. Именно это их свойство и использовали учёные в своей версии квантового компьютера. Они заполнили фотонами сложную оптическую сеть, позволяя им распространятся в различных направлениях. А результаты вычислений записываются довольно тривиальным способом: необходимо измерить количество фотонов, которые вышли из определённого выхода оптической сети.   

Интересно отметить, что современные компьютеры не могут справиться с программной эмуляцией такой оптической сети с несколькими десятками интегрированных в нее фотонов и ста входами / выходами. Их вычислительной мощности не хватает для расчёта траектории распространения фотонов. В данный момент такая задача под силу лишь квантовому компьютеру Boson Sampling Computer.   

D-Wave Two

Четвёртая новость пришла из Амхерстского колледжа, специалисты которого произвели первое в мире сравнительное тестирование классического и квантового компьютера. Позиции традиционных компьютеров отстаивала система на основе процессора Intel Xeon E5-2690, а противостоял её квантовый компьютер D-Wave Two на основе чипа Vesuvius 5 (439 кубитов). В качестве бенчмарка использовалась традиционная задача комбинаторной оптимизации под названием «Задача коммивояжёра», суть которой сводиться к нахождению оптимального маршрута, проходящего через все указанные ключевые пункты. Квантовый компьютер справился с ней в 4 000 раз быстрее. При этом каждое своё вычисление он повторял 1 000 раз, чтобы обеспечить необходимую точность измерения.

Также учёные протестировали и новейший квантовый компьютер компании D-Wave на основе чипа Vesuvius 6, который решил поставленную задачу в 10 000 раз быстрее, чем классический компьютер. Ради справедливости следует отметить, что компьютеры D-Wave для эффективной работы все ещё необходимо охлаждать до температуры 0,02 K (-273,13°C) и стоит такая машина более $10 млн. За эту сумму можно построить суперкомпьютер, который будет не только быстрее за модель D-Wave Two, но и позволит использовать доступное и знакомое программное обеспечение.

Инновации в мире смартфонов

Высокий уровень конкуренции на рынке смартфонов заставляет компании искать новые пути для стимуляции спроса на свою продукцию. Поэтому помимо маркетинговых и ценовых войн, идёт постоянна борьба за интеграцию новых технологий в смартфоны.

LG OLED

Среди последних разработок наиболее близким и знакомым для нас является использование гибких OLED-дисплеев, которые разрабатывает компания LG. Первые модели, оснащённые подобным дисплеем, должны появиться уже до конца текущего года. К сожалению, все подробности их технических характеристик пока держаться в секрете. Доступным является лишь первый снимок подобных дисплеев. Отметим, что конкуренты LG тоже готовятся представить свои версии смартфонов с гибкими экранами.   

Morphees

Morphees

Немного далее в своих разработках гибких дисплеев пошли две исследовательские команды из Бристольского университета и университета Куинс, которые независимо разработали прототипы смартфонов с изменяющейся формой корпуса.

Первая команда создала шесть разных прототипов экранов, которые были названы Morphees. Они могут изменять свои размеры с помощью применения разных методов: использование специальных сплавов Shape Memory, компактных серводвигателей, электрически активных полимеров, которые изменяют форму под действием приложенного напряжения и других. 

В недалёком будущем наработки исследователей Бристольского университета смогут использоваться для интерактивного изменения мобильными устройствами своей формы. Например, сгибание экрана при вводе конфиденциальной информации (паролей, номеров банковских счетов и т.д.) или придание смартфону формы игровой консоли для более удобного прохождения любимых игр.  

MorePhone

MorePhone

Вторая команда учёных назвала разработанный прототип – MorePhone. Он изменяет свою форму в зависимости от типа входящего сообщения (звонка, SMS или электронного письма), что создаёт новый метод беззвучного оповещения пользователей.

Как сообщают разработчики, MorePhone представляет собой обычный смартфон, который создан с использованием гибкого электрофоретического дисплея компании Plastic Logic. Под ним находятся тонкие провода, изготовленные из сплава Shape Memory. При получении входящего сообщения они изменяют форму смартфона в зависимости от выбранных настроек: сгибая целую конструкцию или один из её краёв. Таким образом, входящий звонок, электронное письмо или SMS-сообщение вызовут разные виды деформации, что позволит визуально определить тип полученного сообщения.

Amazon S3D

Ещё более революционный смартфон готовит компания Amazon. Её флагманская новинка будет оснащена S3D-дисплеем (Stereo 3D). Он использует специальную технологию слежения за сетчаткой глаза пользователя для корректной демонстрации стереоскопического изображения (подобное голограмме) без использования дополнительных очков. Более того, эта же технология обеспечит пользователя системой навигации по контенту, при которой перемещение глаз пользователя буде активировать, например, прокручивание страницы документа или отображение предыдущей / следующей фотографии.   

К сожалению, эта информация пока официально не подтверждена, но её источником выступает авторитетное издание Wall Street Journal.

Xpaaand

Xpaaand

Также за прошедшие две недели концепт мобильного телефона будущего представили учёные Дармштадского технического университета. Они попытались воплотить в жизнь идею использования свертываемого дисплея. И хотя сейчас опытный образец выглядит довольно громоздко и непрезентабельно (также как первые мобильные телефоны в 20-том веке), но со временем учёные обещают довести эту технологию до более совершенного вида: мобильный телефон в неактивном состоянии по размерам будет подобен обычному карандашу. А свертываемый дисплей будет дополнительно использоваться для активации разных функций: приближения, удаления, просмотра следующего документа и пр.

Xpaaand

WorldKit – технология превращения любой поверхности в дистанционный пульт управления

Сотрудники университета Карнеги-Меллон создали новую технологию WorldKit, которая позволяет превращать любую стандартную поверхность (стены, столы, двери и другие) в интерактивный интерфейс пользователя для управления различными устройствами. Сама система состоит из глубинной камеры Microsoft Kinect, проектора и компьютера.

WorldKit

Для создания нового пульта управления необходимо совершить ладонью руки вращательные движения на выбранной поверхности, а потом в голос озвучить тип нужного регулятора (например «TV remote»). Система обработает голосовую команду и создаст в избранной области пульт дистанционного управления телевизором.

Создатели технологии WorldKit уверены, что со временем компактные пико-проекторы станут настолько дешёвыми, что ими можно будет оснастить любой дом или квартиру в количестве достаточном для превращения технологии WorldKit в неотъемлемую часть нашей повседневной жизни.

Smarter Objects – технология виртуального взаимодействия с реальными объектами

Ещё одну технологию для интерактивного взаимодействия с обычными предметами создали сотрудники MIT Media Lab. Она получила название Smarter Objects. Её суть состоит в привязке реальных физических объектов к виртуальным (изображениям этих же объектов на экране планшета) с дальнейшей возможностью управления функциями реальных объектов через их виртуальное изображение.

Smarter Objects

На аппаратном уровне для создания Smarter Objects в реальный объект необходимо интегрировать микропроцессор и модуль беспроводной связи, которые и позволяют обрабатывать и выполнять сигналы управления, поступающие от планшета. Созданные таким способом Smarter Objects после процедуры программирования могут взаимодействовать между собой.

Некоторые аналитики считают, что технология Smarter Objects в её существующем виде не будет широко востребована на рынке. Но ситуация может измениться после официального дебюта очков Google Glass.

Memoto – портативная камера для сохранения более полных впечатлений от путешествий

Шведская стартап-компания Memoto активно продвигает идею использования одноимённой портативной камеры, которая позволит сохранить больше приятных впечатлений. В небольшом пластиковом корпусе (36 х 36 х 9 мм) размещается 5-мегапиксельная камера, процессор ARM Cortex A9, оперативная память, флеш-память объёмом от 8-ми до 64-х ГБ, GPS-сенсор, акселерометр и несколько других сенсоров. Программный код Memoto основывается на ядре Linux.

Memoto

Принцип действия новинки очень простой: каждые 30 секунд система пробуждается из спящего режима, делает снимок, считывает данные из GPS и других сенсоров, сохраняет снимок и данные на флэш-память и потом снова погружается в энергосберегающий режим. Полученные таким образом фотографии можно сохранить на компьютере или подписаться на облачный сервис Memoto, в котором специальное программное обеспечение автоматически улучшит качество сделанных снимков.

Разработчики Memoto убеждены, что новинка будет пользоваться высокой популярностью, позволяя запечатлеть больше интересных событий и моментов во время отдыха, путешествий или деловых конференций. Первая партия портативных камер Memoto должна поступить в продажу уже до конца текущего года по цене $279.

Часы Google Smart Watch под управлением ОС Android

Компания Google совместно с Motorola Mobility разработали новые часы Google Smart Watch, которые должны скоро появиться в продаже. Ожидается, что их функциональные возможности будут приближенными к Google Glass, но без использования камеры. Вполне вероятно, что эти два устройства будут гармонично взаимодействовать между собой.

Google Smart Watch

В данный момент известно, что часы Google Smart Watch оснащены микропроцессором, оперативной и флеш-памятью, а также разными модулями и сенсорами, включая GPS и Bluetooth. Управление новинкой осуществляется с помощью ОС Android, а среди её функциональных возможностей отметим:

  • определения места нахождения и составление необходимого маршрута;
  • проигрывание мультимедийных файлов с флеш-памяти или через Bluetooth-интерфейс с другого источника (например, с планшета или смартфона);
  • мониторинг за сердцебиением, что будет особенно полезно всем, кто активно занимается спортом.     

Создана первая цифровая камера с имитацией структуры фасеточного глаза

В процессе эволюции у некоторых видов живых организмов выработалась уникальная структура глаз, так называемые фасеточные глаза. Они состоят из разного количества структурных компонентов – омматидиев (от 100 у муравья до 30 000 у стрекозы), каждый из которых представляет собой компактную линзу для фокусировки света.

compound eye digital camera

Учёные Иллинойского университета успешно использовали эту структуру для создания цифровых камер нового поколения. В результате на гибкой полимерной полусферической поверхности они разместили множество компактных линз, к каждой из которых подключён индивидуальный фотодиод с гибким проводом. Полученные таким образом сигналы от каждого светодиода обрабатываются специальным программным алгоритмом.

compound eye digital camera

Результат приятно удивил учёных: созданные цифровые камеры характеризуются практически безграничной глубиной резко изображаемого пространства (ГРИП) и 180-градусным углом обзора с нулевой аберрацией.

Создано биологическое ухо с интегрированной радио антенной

Учёным Принстонского университета удалось органически объединить биологические и электронные компоненты в структуре созданного ими уха. Для этого они использовали технологию 3D-печати, а в качестве «строительных материалов» выступали биологические клетки и наночастицы, которые слой за слоем создавали необходимую форму.

Bionic ear

В результате учёные получили рамочную антенну с хрящом, которая по форме напоминает ушную раковину и поэтому была названа Bionic ear. Любопытно отметить, что созданное биологическое ухо может улавливать радио частоты в диапазоне значительно более широком, чем человеческое. Оно является частью проекта по замене некоторых человеческих органов на улучшенные их копии, обладающие более широкими возможностями.

Терагерцевое излучение для передачи больших объёмов информации

Исследователям Сингапурского института микроэлектроники удалось интегрировать антенну и все необходимые компоненты для эффективной работы с терагерцевым излучением в блок приёма-передачи информации, размеры которого составляют всего несколько миллиметров. Для сравнения, центральный модуль существующих блоков приёма-передачи терагерцевого излучения характеризуются размерами 190 х 80 х 65 мм.

terahertz

Сканирование бумажного конверта с использованием терагерцевого сканера

Отметим, что терагерцевое излучение является очень перспективным направлением в микроэлектронике. Благодаря своим характеристикам оно может применяться во многих сферах деятельности: начиная от передачи больших объёмов информации (все содержимое Blu-ray диска можно передать за несколько секунд) до различных сканеров (например, в аэропортах для сканирования содержимого багажей или для контроля содержимого бумажных конвертов на наличие опасных объектов).

Следующим шагом учёных из Сингапурского института микроэлектроники станет создание ещё более сложных микросхем для работы с терагерцевым излучением, которые будут основываться на дизайне уже разработанных компактных чипов. При этом они смогут применяться для создания любых видов устройств.

Mad Genius Controllers разработала универсальный контроллер для игр

Компания Mad Genius Controllers разработала прототип нового контроллера, который может использоваться для компьютеров или любых игровых консолей (XBox, XBox360, PS1, PS2, PS3, Wii, Nintendo). Он объединяет в себе возможности как стандартного игрового, так и чувствительного к движениям игрока контроллера (точность отслеживания действий игрока составляет ±0,254 мм). Кроме того, новинка может разделяться на две части, что обеспечивает более реалистическое управление оружием игрового персонажа (например, владение мечом и щитом или стрельба из лука).

Mad Genius Controllers

Разработчики нового контроллера представили видеоролик, в котором демонстрируют арсенал его возможностей в игре Skyrim для консоли Xbox 360. Примечательно, что ни программное обеспечение консоли, ни код игры не были изменены для поддержки нового контроллера. Тем не менее, он позволяет не только управлять базовыми навыками игрового персонажа, но и открывать меню, изменять тип оружия, применять комбо-приемы и прочие возможности.

Финальная версия нового контроллера (по задумке разработчиков) будет беспроводной, но для её реализации они обратиться к пользователям сайта Kickstarter для сбора необходимого финансирования.

Автор: Сергей Будиловский

При подготовке обзора были использованы материалы из сайтов XbitLab, ExtremeTech, PhysORG, Technewsworld, Softpedia и Newscientist.

Статья прочитана раз(а)
Опубликовано : 17-05-2013
Социальные комментарии Cackle
Подписаться на наши каналы
telegram YouTube facebook VK Instagram google plus