Пошук по сайту

up

У сфері нових технологій. Випуск 43

17-05-2013

Ледь не щодня з'являються нові технології та наукові відкриття, які надалі змінять наш погляд на функціонування комп'ютерних систем і IT-техніки, значно підвищивши продуктивність їхньої роботи та розширивши функціональні можливості. З найцікавішими з них ми продовжуємо знайомити Вас у циклі матеріалів «У сфері нових технологій».

Світле майбутнє квантових комп'ютерів

За останні два тижні з'явилася інформація про відразу кілька істотних відкриттів, які допоможуть наблизити момент активнішого використання квантових комп'ютерів.

По-перше, варто згадати роботу інтернаціональної групи дослідників під керівництвом професора шведського університету Linköping Веймінь Чена (Weimin Chen), яким вдалося успішно ініціалізувати і прочитати спін атомного ядра при кімнатній температурі. Щоб усвідомити важливість цього дослідження, потрібно трішки заглибитися в принципи функціонування квантових комп'ютерів.

Якщо в традиційних комп'ютерах одиницею інформації є біт, який може набувати значення «0» або «1», то у квантових комп'ютерах такою одиницею є кубіт і у відповідність із принципом суперпозиції він може набувати будь-яке значення між «0» і «1». У цьому випадку дослідники позначили як кубіт спін атомного ядра, яке може обертатися навколо своєї осі за годинниковою стрілкою (еквівалентно «1»), проти годинникової стрілки (еквівалентно «0») або в обох напрямках одночасно (еквівалентно будь-якому значенню між «1» і «0»).

Тому першим кроком до створення квантових комп'ютерів є присвоєння кожному кубіту певного значення «0» або «1». Для цього здійснюється процедура ініціалізації спіна використовуваних атомних ядер, у відповідність із якою всі вони починають обертатися в одному напрямку (за годинниковою стрілкою або проти годинникової стрілки). Проблема полягає в тому, що процедура ініціалізації успішно працює тільки при дуже низьких температурах (близьких до абсолютного нуля), що вимагало постійного застосування високопродуктивних систем охолодження. Але дослідницькій команді під керівництвом професора Чена вдалося обійти цю проблему та досягнути стабільної ініціалізації спіна атомного ядра навіть при кімнатній температурі, що дозволить надалі суттєво спростити конструкцію квантових комп'ютерів.

Laser qubit

Не менш важливим стало відкриття вчених з Каліфорнійського університету в Санта Барбарі, яким вдалося ініціалізувати, маніпулювати та зчитувати поточне значення кубіта використовуючи винятково світлові імпульси.

Для створення кубіта вони використовували дефект алмаза під назвою «Азото-заміщена вакансія в алмазі» або «NV-центр». Він виникає при видаленні одного з атомів вуглецю в кристалічній ґратці алмаза і зв'язування утвореної вакансії з атомом азоту. У результаті електронний спін навколо дефекту формує квантовий біт (він же кубіт), станами якого можна легко маніпулювати, використовуючи винятково оптичні методи.

Ученим вдалося знайти спосіб, який дозволяє переводити кубіт у будь-який доступний стан усього за один крок шляхом регулювання параметрів взаємодіючого з ним лазера. Також використаний метод надає можливість зчитувати поточний стан кубіта, а у випадку використання масиву таких елементів – прямо взаємодіяти з кожним з них, не змінюючи стану сусідніх кубітів. 

Boson Sampling Computer

Третє важливе відкриття підкорилося австрійським ученим з Віденського університету. Вони успішно завершили створення прототипу квантового комп'ютера на основі фотонів, який був названий Boson Sampling Computer.

Як відомо, фотони – це один з типів бозонів, які мають високу мобільність. Саме цю їхню властивість і використовували вчені у своїй версії квантового комп'ютера. Вони заповнили фотонами складну оптичну мережу, дозволяючи їм поширюватися в різних напрямках. А результати обчислень записуються досить тривіальним способом: необхідно виміряти кількість фотонів, які вийшли з певного виходу оптичної мережі.  

Цікаво відзначити, що сучасні комп'ютери не можуть впоратися із програмною емуляцією такої оптичної мережі з кількома десятками інтегрованих у неї фотонів і сотнею входів / виходів. Їхньої обчислювальної потужності не вистачає для розрахунків траекторії поширення фотонів. У цей момент таке завдання під силу лише квантовому комп'ютеру Boson Sampling Computer.  

Boson Sampling Computer

Четверта новина прийшла з Амхерстського коледжу, фахівці якого зробили перше у світі порівняльне тестування класичного та квантового комп'ютера. Позиції традиційних комп'ютерів відстоювала система на основі процесора Intel Xeon E5-2690, а протистояв їй квантовий комп'ютер D-Wave Two на основі чіпа Vesuvius 5 (439 кубітів). У якості бенчмарка використовувалося традиційне завдання комбінаторної оптимізації під назвою «Завдання комівояжера», суть якого зводитися до знаходження оптимального маршруту, що проходить через усі зазначені ключові пункти. Квантовий комп'ютер впорався з нею в 4 000 разів швидше. При цьому кожне своє обчислення він повторював 1 000 разів, щоб забезпечити необхідну точність вимірювання.

Також учені протестували і новітній квантовий комп'ютер компанії D-Wave на основі чіпа Vesuvius 6, який вирішив поставлене завдання в 10 000 разів швидше, ніж класичний комп'ютер. Заради справедливості слід зазначити, що комп'ютери D-Wave для ефективної роботи усе ще необхідно охолоджувати до температури 0,02 K (-273,13°C) і коштує така машина понад $10 млн. За цю суму можна побудувати суперкомп'ютер, який буде не тільки швидший за модель D-Wave Two, але й дозволить використовувати доступне та знайоме програмне забезпечення.

Інновації у світі смартфонів

Високий рівень конкуренції на ринку смартфонів змушує компанії шукати нові шляхи для стимуляції попиту на свою продукцію. Тому, крім маркетингових і цінових війн, іде постійна боротьба за інтеграцію нових технологій у смартфони.

LG OLED

Серед останніх розробок найбільш близьким і знайомим для нас є використання гнучких OLED-дисплеїв, які розробляє компанія LG. Перші моделі, оснащені подібним дисплеєм, повинні з'явитися вже до кінця поточного року. На жаль, усі подробиці їхніх технічних характеристик поки що тримаються в секреті. Доступним є лише перший знімок подібних дисплеїв. Відзначимо, що конкуренти LG теж готуються представити свої версії смартфонів із гнучкими екранами.   

Morphees

Morphees

Дещо далі у своїх розробках гнучких дисплеїв пішли дві дослідницькі команди із Брістольського університету та університету Куінс, які незалежно розробили прототипи смартфонів з мінливою формою корпусу.

Перша команда створила шість різних прототипів екранів, які були названі Morphees. Вони можуть змінювати свої розміри за допомогою застосування різних методів: використання спеціальних сплавів Shape Memory, компактних серводвигунів, електрично активних полімерів, які змінюють форму під дією прикладеного напруги та інших. 

У недалекому майбутньому напрацювання дослідників Брістольського університету зможуть використовуватися для інтерактивної зміни мобільними пристроями своєї форми. Наприклад, згинання екрану при введенні конфіденційної інформації (паролів, номерів банківських рахунків і т.д.) або додання смартфону форми ігрової консолі для більш зручного проходження улюблених ігор. 

MorePhone

Morephone

Друга команда вчених назвала розроблений прототип – MorePhone. Він змінює свою форму залежно від типу вхідного повідомлення (дзвінка, SMS або електронного листа), що створює новий метод беззвучного оповіщення користувачів.

Як повідомляють розробники, MorePhone являє собою звичайний смартфон, який створений з використанням гнучкого електрофоретичного дисплея компанії Plastic Logic. Під ним знаходяться тонкі провідники, виготовлені зі сплаву Shape Memory. При одержанні вхідного повідомлення вони змінюють форму смартфона залежно від обраних налаштувань: згинаючи цілу конструкцію або один із її країв. Таким чином вхідний дзвінок, електронний лист або SMS-повідомлення викличуть різні види деформації, що дозволить візуально визначити тип отриманого повідомлення.

Amazon S3D

Ще більш революційний смартфон готує компанія Amazon. Її флагманська новинка буде оснащена S3D-дисплеєм (Stereo 3D). Він використовує спеціальну технологію спостереження за сітківкою ока користувача для коректної демонстрації стереоскопічного зображення (подібного до голограми) без використання додаткових окулярів. Більше того, ця ж технологія забезпечить користувача системою навігації по контенту, при якій переміщення очей користувача буде активувати, наприклад, прокручування сторінки документа або відображення попередньої / наступної світлини.  

На жаль, ця інформація поки офіційно не підтверджена, але її джерелом виступає авторитетне видання Wall Street Journal.

Xpaaand

Xpaaand

Також за минулі два тижні концепт мобільного телефона майбутнього представили вчені Дармштадського технічного університету. Вони спробували втілити в життя ідею використання дисплея, який можна згорнути. І хоча зараз дослідний зразок виглядає досить громіздко та непрезентабельно (так як і перші мобільні телефони в 20-тому столітті), але згодом учені обіцяють довести цю технологію до більш досконалого вигляду: мобільний телефон у неактивному стані за розмірами буде схожий на звичайний олівець. А незвичний дисплей буде додатково використовуватися для активації різних функцій: наближення, видалення, перегляду наступного документа та ін.

Xpaaand

WorldKit – технологія перетворення будь-якої поверхні в дистанційний пульт керування

Співробітники університету Карнегі-Меллон створили нову технологію WorldKit, яка дозволяє перетворювати будь-яку стандартну поверхню (стіни, столи, двері та інші) в інтерактивний інтерфейс користувача для керування різними пристроями. Сама система складається із глибинної камери Microsoft Kinect, проектора та комп'ютера.

WorldKit

Для створення нового пульта керування необхідно виконати долонею руки обертові рухи на обраній поверхні, а потім у голос озвучити тип потрібного регулятора (наприклад «TV remote»). Система обробить голосову команду та створить у вибраній області пульт дистанційного керування телевізором.

Творці технології WorldKit певні, що з часом компактні піко-проектори стануть настільки дешевими, що ними можна буде оснастити будь-який будинок або квартиру в кількості достатній для перетворення технології WorldKit у невід'ємну частину нашого повсякденного життя.

Smarter Objects – технологія віртуальної взаємодії з реальними об'єктами

Ще одну технологію для інтерактивної взаємодії зі звичайними предметами створили співробітники MIT Media Lab. Вона одержала назву Smarter Objects. Її суть полягає в прив'язці реальних фізичних об'єктів до віртуальних (зображенням цих же об'єктів на екрані планшета) з подальшою можливістю керування функціями реальних об'єктів через їхнє віртуальне зображення.

Smarter Objects

На апаратному рівні для створення Smarter Objects у реальний об'єкт необхідно інтегрувати мікропроцесор і модуль бездротовому зв'язку, які й дозволяють обробляти та виконувати сигнали керування, що надходять від планшета. Створені таким чином Smarter Objects після процедури програмування можуть взаємодіяти між собою.

Деякі аналітики вважають, що технологія Smarter Objects в її існуючому вигляді не буде широко затребувана на ринку. Але ситуація може змінитися після офіційного дебюту окулярів Google Glass.

Memoto – портативна камера для збереження більш повних вражень від подорожей

Шведська стартап-компанія Memoto активно просуває ідею використання однойменної портативної камери, яка дозволить зберегти більше приємних вражень. У невеликому пластиковому корпусі (36 х 36 х 9 мм) розташовується 5-мегапіксельна камера, процесор ARM Cortex A9, оперативна пам'ять, флеш-пам'ять обсягом від 8-ми до 64-х ГБ, GPS-сенсор, акселерометр і кілька інших сенсорів. Програмний код Memoto оснований на ядрі Linux.

Memoto

Принцип дії новинки дуже простій: кожні 30 секунд система пробуджується зі сплячого режиму, робить знімок, зчитує дані з GPS і інших сенсорів, зберігає знімок і дані на флеш-пам'ять і потім знову поринає в енергозберігаючий режим. Отримані в такий спосіб фото можна зберегти на комп'ютері або підписатися на хмарний сервіс Memoto, у якому спеціальне програмне забезпечення автоматично поліпшить якість зроблених знімків.

Розробники Memoto переконані, що новинка буде користуватися високою популярністю, дозволяючи запам'ятати більше цікавих подій і моментів під час відпочинку, подорожей або ділових конференцій. Перша партія портативних камер Memoto повинна надійти в продаж уже до кінця поточного року за ціною $279.

Годинник Google Smart Watch під керуванням ОС Android

Компанія Google разом з Motorola Mobility розробили новий годинник Google Smart Watch, який повинен скоро з'явитися в продажі. Очікується, що його функціональні можливості будуть наближеними до Google Glass, але без використання камери. Цілком імовірно, що ці два пристрої будуть гармонійно взаємодіяти між собою.

Google Smart Watch

У цей момент відомо, що годинники Google Smart Watch оснащені мікропроцесором, оперативною та флеш-пам'яттю, а також різними модулями та сенсорами, включаючи GPS і Bluetooth. Керування новинкою здійснюється за допомогою ОС Android, а серед її функціональних можливостей відзначимо:

  • визначення місця знаходження та складання необхідного маршруту;
  • програвання мультимедійних файлів із флеш-пам'яті або через Bluetooth-інтерфейс із іншого джерела (наприклад, із планшета або смартфона);
  • моніторинг за серцебиттям, що буде особливо корисно всім, хто активно займається спортом.    

Створена перша цифрова камера з імітацією структури фасеточного ока

У процесі еволюції в деяких видів живих організмів виробилася унікальна структура очей, так звані фасеточні очі. Вони складаються з різної кількості структурних компонентів – омматидій (від 100 у мурахи до 30 000 у бабки), кожне з яких являє собою компактну лінзу для фокусування світла.

compound eye digital camera

Вчені Іллінойського університету успішно використовували цю структуру для створення цифрових камер нового покоління. У результаті на гнучкій полімерній напівсферичній поверхні вони розташували множину компактних лінз, до кожної з яких підключений індивідуальний фотодіод із гнучким провідником. Отримані в такий спосіб сигнали від кожного світлодіода обробляються спеціальним програмним алгоритмом.

compound eye digital camera

Результат приємно здивував учених: створені цифрові камери характеризуються практично безмежною глибиною різко зображуваного простору (ГРЗП) і 180-градусним кутом огляду з нульовою аберацією.

Створене біологічне вухо з інтегрованої радіоантеною

Ученим Прінстонського університету вдалося органічно об'єднати біологічні та електронні компоненти в структурі створеного ними вуха. Для цього вони використовували технологію 3D-друку, а в якості «будівельних матеріалів» виступали біологічні клітини та наночастинки, які шар за шаром створювали необхідну форму.

Bionic ear

У результаті вчені одержали рамкову антену із хрящем, яка за формою нагадує вушну раковину і тому була названа Bionic ear. Цікаво відзначити, що створене біологічне вухо може вловлювати радіо частоти в діапазоні значно ширшому, ніж людське. Воно є частиною проекту заміни деяких людських органів на поліпшені їхні копії, які володіють широкими можливостями.

Терагерцове випромінювання для передачі великих обсягів інформації

Дослідникам Сінгапурського інституту мікроелектроніки вдалося інтегрувати антену та усі необхідні компоненти для ефективної роботи з терагерцовим випромінюванням у блок прийому-передачі інформації, розміри якого становлять усього кілька міліметрів. Для порівняння, центральний модуль існуючих блоків прийому-передачі терагерцового випромінювання характеризується розмірами 190 х 80 х 65 мм.

terahertz

Сканування паперового конверту з використанням терагерцового сканера

Відзначимо, що терагерцове випромінювання є дуже перспективним напрямком у мікроелектроніці. Завдяки своїм характеристикам воно може застосовуватися в багатьох сферах діяльності: починаючи від передачі великих обсягів інформації (весь вміст Blu-ray диска можна передати за кілька секунд) до різних сканерів (наприклад, в аеропортах для сканування вмісту багажів або для контролю вмісту паперових конвертів на наявність небезпечних об'єктів).

Наступним кроком учених із Сінгапурського інституту мікроелектроніки стане створення ще більш складних мікросхем для роботи з терагерцовим випромінюванням, які будуть ґрунтуватися на дизайні вже розроблених компактних чіпів. При цьому вони зможуть застосовуватися для створення будь-яких видів пристроїв.

Mad Genius Controllers розробила універсальний контролер для ігор

Компанія Mad Genius Controllers розробила прототип нового контролера, який може використовуватися для комп'ютерів або будь-яких ігрових консолей (XBox, XBox360, PS1, PS2, PS3, Wii, Nintendo). Він поєднує в собі можливості як стандартного ігрового, так і чутливого до рухів гравця контролера (точність відстеження дій гравця становить ±0,254 мм). Крім того, новинка може розділятися на дві частини, що забезпечує більш реалістичне керування зброєю ігрового персонажа (наприклад, володіння мечем і щитом або стрілянина з лука).

Mad Genius Controllers

Розробники нового контролера представили відеоролик, у якому демонструють арсенал його можливостей у грі Skyrim для консолі XBox 360. Примітно, що ні програмне забезпечення консолі, ні код гри не були змінені для підтримки нового контролера. Проте, він дозволяє не тільки керувати базовими навичками ігрового персонажа, але й відкривати меню, змінювати тип зброї, застосовувати комбо-прийоми та інші можливості.

Фінальна версія нового контролера (за задумом розробників) буде бездротовою, але для її реалізації вони звернуться до користувачів сайту Kickstarter для збору необхідного фінансування.

Автор: Сергій Буділовський
Переклад: Олесь Пахолок

При підготовці огляду були використані матеріали із сайтів XbitLab, ExtremeTech, PhysORG, Technewsworld, Softpedia і Newscientist.

Стаття прочитана раз(и)
Опубліковано : 17-05-2013
Підписатися на наші канали
telegram YouTube facebook Instagram