Важный порог в квантовой коррекции ошибки был достигнут с использованием кубитов на основе кремния. Успех сопутствовал трем независимыми исследовательскими группами, которые использовали спины отдельных электронов или ядер для создания квантовых логических шлюзов, которые выполняли операции с более чем 99% точностью. Кремний широко используется в микроэлектронной промышленности, поэтому это развитие может привести к квантовым компьютерам на основе масштабной интеграции кремниевых устройств.

В одну команду входили исследователи из RIKEN Centre for Emergent Matter Science, Япония, и QuTech, Нидерланды. Вторая - международная команда, возглавляемая исследователями в Университете Нового Южного Уэльса (UNSW) в Австралии, и третья команда была исключительно из QuTech.

Сегодняшние строящиеся квантовые компьютеры являются деликатными устройствами, которые ограничены тем фактом, что их кубиты могут поддерживать суперпозиции нескольких квантовых состояний в течение ограниченного времени. Помимо этого «времени когерентности», кубиты могут потерять свою квантовую информацию, вводя ошибки в расчеты. Чтобы обойти эту проблему, физики разрабатывают алгоритмы коррекции ошибок, чтобы сохранить расчеты. Тем не менее, схемы коррекции ошибок требуют, чтобы кубиты имели по меньшей мере точность 99%.

Такие операции с высокой точностью были достигнуты в кубитах, выполненных из сверхпроводящих цепей, захваченных ионах и центрах вакансий азота в алмазе. Однако эти кубиты относительно велики, что ограничивает их практически, когда речь идет о интеграции большого количества кубитов в одном устройстве.

Кремний - это материал, когда речь идет о широкомасштабной интеграции, и физики разрабатывают кубиты на основе этого материала, часто используя спины отдельных электронов в качестве кубитов. Чтобы стать конкурентоспособными с существующими подходами, операции, связанные с этими кубитами, необходимо будет поднять пороговое значение надежности до 99%, обеспечив при этом доступность и легкое управление спинами.

Команды Riken-Qutech и Qutech выполнили эти требования, изготовив два близлежащих квантовых точки в кремниевом чипе. Квантовые точки ведут себя очень похоже на атомы, каждая захватывает и изолирует электрон. Затем для управления кубитами использовались электрические поля, созданные электродами на чипе.

Эти две команды использовали свои кубиты для реализации квантовых алгоритмов, которые включали в себя конфигурацию кубитов для создания одно- и двукубитных логических шлюзов. Для этого исследователи приложили электрическое поле в качестве барьера между парами квантовых точек. Когда этот барьер понижен, оба электрона вместе перемещались до тех пор, пока их волновые функции не перекрывались, обеспечивая запутывание их квантовых состояний.

Команда, возглавляемая UNSW, использовала другой подход к созданию своих кубитов. Исследователи начались с кремниевого чипа, в который они имплантировали два иона фосфора поблизости друг к другу. Каждый ион имеет ядерный спин, позволяющий использовать его в качестве кубита. Эти ионы очень хорошо изолированы в кремнии, поэтому кубитам имеют длинные времена когерентности. Два кубита фосфора связаны посредством близлежащего электрона, которым манипулируют в одноэлектронном транзисторе на чипе. Микроволновые импульсы используются для управления процессом.

Во всех трех исследованиях были достигнуты точности квантовых шлюзов, превышающие 99,5%, что намного выше широко принятого порогового значения для коррекции ошибок. Каждая команда использовала собственный подход, чтобы продемонстрировать это преимущество. Команда Riken-Qutech внедрила два квантовых алгоритма коррекции ошибок. Следовательно, алгоритмы достигли точности до 97%, показав, что квантовые компьютеры на основе кремния могут реально выполнять высокоточные расчеты.

Чтобы продемонстрировать возможности своих кубитов, команда Qutech успешно рассчитала энергию диссоциации молекулярного водорода от первых принципов - что является очень требовательной задачей при выполнении на обычном компьютере. Наконец, команда UNSW продемонстрировала запутанность между двумя кубитами фосфора и промежуточным электроном, тем самым создавая состояние трех кубитов. Это достижение представляет собой реалистичные маршруты к масштабируемой квантовой обработке информации, используя комбинацию ядерных и электронных спинов.

Результаты всех трех исследований в настоящее время продвигают квантовую вычислительную платформу на основе кремния на шаг ближе к реальности. Теперь команды стремятся добиться больших массивов двухкубитных шлюзов, точность которых остается выше 99% порога исправления ошибок. Если будет достигнут успех, то крупномасштабные квантовые компьютеры на основе кремния, возможно, в один день станут реальностью.

Высокая точность: кремниевый квантовый компьютерный чип, созданный командой Riken-Qutech

По словам пекинской исследовательской группы, экспериментальный беспроводный канал, установленный на территории Зимних Олимпийских игр, может одновременно транслировать более 10 000 прямых видеотрансляций высокой четкости.

«Речь идет о введении нового физического измерения, которое может привести к совершенно новому миру с почти неограниченными возможностями», — считает исследователь 6G.

Китайские ученые говорят, что они достигли рекордной скорости потоковой передачи данных с помощью революционной технологии, которая может помочь Китаю стать лидером в глобальной гонке за беспроводную связь следующего поколения, или 6G.

Используя вихревые миллиметровые волны, форму чрезвычайно высокочастотной радиоволны с быстро меняющимся вращением, исследователи передали 1 ТБ данных на расстояние 1 км за секунду.

Вихревые волны, в отличие от всего, что было в радиосвязи за последнее столетие, добавили «новое измерение в беспроводную передачу», заявили Чжан (Zhang) и его сотрудники из Shanghai Jiao Tong University и China Unicom.

Они сказали, что эксперимент показал, что Китай «лидирует в мире в исследованиях потенциальных ключевых технологий для 6G».

Существующие мобильные устройства используют для связи электромагнитные волны, которые распространяются подобно ряби в пруду. Информация представлена с математической точки зрения только в двух измерениях. Вихревая электромагнитная волна имеет трехмерную форму наподобие смерча.

Дополнительная информация может быть закодирована в вихревом, или в орбитальном угловом моменте этих волн, что значительно увеличивает пропускную способность связи. Технология мобильной передачи 6G, достигнутая в китайской лаборатории, в 10-20 раз быстрее, чем 5G.

Исследователи в Европе провели самые ранние коммуникационные эксперименты с использованием вихревых волн в 1990-х годах. В 2020 г. команда японской компании Nippon Telegraph and Telephone достигла скорости 200 Гбит/с на расстоянии 10 м.

Основная проблема заключается в том, что размер вихревых волн увеличивается с расстоянием, а ослабление сигнала затрудняет высокоскоростную передачу данных.

Китайская команда создала уникальный передатчик для создания более сфокусированного вихревого луча, заставляющего волны вращаться в трех разных режимах, чтобы нести больше информации, и разработала высокопроизводительное приемное устройство, которое могло бы собирать и декодировать огромное количество данных за долю секунды. Эксперимент в Пекине может стать «началом революции» в коммуникационных технологиях.

«Самое интересное — это не только скорость. Речь идет о введении нового физического измерения, которое может привести к совершенно новому миру с почти неограниченными возможностями», — сказал исследователь, попросивший не называть его имени, поскольку он участвовал в конфиденциальных исследовательских проектах с крупнейшими телекоммуникационными компаниями Китая.

По его словам, коммерческое развертывание 6G ожидается к 2030 году, но военные могут внедрить эту технологию раньше, потому что «они больше заботятся о производительности, чем о стоимости».

Команда Чжана сказала, что в их эксперименте использовался диапазон W, радиочастоту, используемую в военных целях. В 2018 году они установили вихревую волновую связь между самолетом и наземной станцией на расстояние 172 км, что остается мировым рекордом.

Команда Цинхуа также создает прототип квантового радара, использующего аналогичную технологию, которая может точно обнаруживать самолеты-невидимки.

Исследовательская группа в Тяньцзине в прошлом месяце заявила, что она разработала терагерцовый передатчик, еще один технологический подход к 6G, для китайской программы гиперзвукового оружия.

Соединенные Штаты и Япония объявили о программе стоимостью 4,5 млрд. долл. в апреле прошлого года в качестве совместных усилий по противодействию быстрому прогрессу Китая в технологии 6G.

Команда заявила, что результаты их эксперимента показали, что Китай «лидирует в мире» в исследованиях потенциальных технологий 6G

Благодаря большому рынку, доступ к которому можно получить, использование дополненной реальности (AR) может стать конкурентным преимуществом во многих отраслях. Усовершенствованная технология также позволяет повысить эффективность на рабочем месте. Эксперты MobiDev рассмотрели некоторые тенденции дополненной реальности, которые будут способствовать инновациям в 2022 году.

Здравоохранение и дополненная реальность
В условиях сохраняющихся ограничений, связанных с Covid-19, использование решений дополненной реальности становится все более важным для решения таких проблем, как сложность удаленной поддержки пациентов и увеличение нагрузки на больницы. Сюда входят как решения для телехирургии, так и приложения для психического здоровья, которые помогают людям сохранять психологическое равновесие в эти трудные времена.

Включение внутренней и внешней навигации
Навигация в дополненной реальности стала более гибкой и достижимой, чем когда-либо прежде. Что наиболее важно, развитие таких технологий, как антенны Bluetooth с низким энергопотреблением (BLE), Wi-Fi RTT и сверхширокополосная связь (UWB), делает навигацию внутри помещений намного более жизнеспособной, чем в предыдущие годы. Одним из наиболее полезных применений этой технологии является отображение направлений дополненной реальности в больших помещениях, таких как распределительные центры, торговые центры и аэропорты.

Дополненная реальность и удаленная помощь
По данным Owl Labs, в 2020 году почти 70% работников в США, занятых полный рабочий день, работают из дома, а видеоконференции являются основой удаленной работы. Однако мы теряем целое измерение контекста, перемещаясь в двухмерное пространство вместо трехмерного — программное обеспечение дополненной реальности может помочь хотя бы частично включить это потерянное измерение пространства обратно в разговор.

Метавселенная, живые события и социальные потрясения
Концепция Метавселенной и переворот цифровой коммуникации с расширенным пространством реальности существует уже некоторое время. Хотя Метавселенная очень ориентирована на VR-пространства, это движение, вероятно, изменит использование AR в бизнесе и потребительском контексте.
 
Образование
AR в образовании упрощает восприятие информации и использует технологии, позволяющие учителям демонстрировать виртуальные примеры и вносить компоненту игр в процесс обучения. Это повышает вовлеченность учащихся и ускоряет процесс освоения материалов. Приложения на основе дополненной реальности также могут предоставить учащимся доступ к уникальным учебным средам, которые трудно или даже опасно использовать в реальной жизни без надлежащей подготовки.

Эксперты MobiDev рассмотрели некоторые тенденции дополненной реальности, которые могут обеспечить конкурентное преимущество во многих отраслях

Ожидается, что квантовые компьютеры будут революционными и потенциально повлияют на многие отрасли промышленности. Поэтому исследователи из Великобритании и Нидерландов решили изучить две совершенно разные квантовые задачи: взломать шифрование биткойнов и смоделировать молекулу, ответственную за биологическую фиксацию азота.

В AVS Quantum Science из AIP Publishing исследователи описывают инструмент, который они создали, чтобы определить, насколько большим должен быть квантовый компьютер для решения подобных задач и сколько времени это займет.

«Большая часть существующей работы в этой области сосредоточена на конкретной аппаратной платформе, сверхпроводящих устройствах, подобных тем, над которыми работают IBM и Google, — сказал Марк Уэббер (Mark Webber) из Университета Сассекса. - Различные аппаратные платформы будут сильно различаться по ключевым характеристикам оборудования, таким как скорость операций и качество управления кубитами».

Многие из наиболее многообещающих вариантов использования квантовых преимуществ потребуют квантового компьютера с исправлением ошибок. Исправление ошибок позволяет запускать более длинные алгоритмы, компенсируя присущие квантовому компьютеру ошибки, но это происходит за счет большего количества физических кубитов.

«Наш инструмент автоматизирует расчет затрат на исправление ошибок в зависимости от ключевых характеристик оборудования, — сказал Уэббер. - Чтобы квантовый алгоритм работал быстрее, мы можем выполнять больше операций параллельно, добавляя больше физических кубитов. Мы вводим дополнительные кубиты по мере необходимости для достижения желаемого времени выполнения, которое критически зависит от скорости операций на уровне физического оборудования».

Большинство аппаратных платформ квантовых вычислений ограничены, потому что только кубиты, расположенные рядом друг с другом, могут напрямую взаимодействовать. В других платформах, таких как некоторые конструкции с захваченными ионами, кубиты не находятся в фиксированных положениях, а вместо этого могут физически перемещаться — это означает, что каждый кубит может напрямую взаимодействовать с широким набором других кубитов.

«Мы исследовали, как лучше всего использовать эту возможность соединения удаленных кубитов с целью решения проблем за меньшее время с меньшим количеством кубитов, — сказал Уэббер. - Мы должны продолжать адаптировать стратегии исправления ошибок, чтобы использовать сильные стороны базового оборудования, что может позволить нам решать очень важные проблемы с квантовым компьютером меньшего размера, чем предполагалось ранее».

Квантовые компьютеры экспоненциально более эффективны в взломе многих методов шифрования, чем классические компьютеры. Мир использует шифрование RSA для большей части своей безопасной связи. Шифрование RSA и тот, который использует Биткойн (алгоритм цифровой подписи на эллиптических кривых), однажды будут уязвимы для атаки квантовых вычислений, но сегодня даже самый большой суперкомпьютер никогда не может представлять серьезную угрозу.

Исследователи подсчитали, какого размера должен быть квантовый компьютер, чтобы взломать шифрование сети Биткойн в течение небольшого промежутка времени, когда он действительно будет представлять угрозу для этого — между его объявлением и интеграцией в блокчейн. Чем больше комиссия, уплачиваемая за транзакцию, тем короче будет это окно, но оно, вероятно, колеблется от минут до часов.

«Современные квантовые компьютеры имеют только 50-100 кубитов -, — сказал Уэббер. - Наша предполагаемая потребность от 30 [миллионов] до 300 миллионов физических кубитов предполагает, что Биткойн на данный момент следует считать защищенным от квантовой атаки, но устройства такого размера обычно считаются достижимыми, и будущие улучшения могут еще больше снизить требования.

«Сеть Биткойн может провести «хард-форк» по методу квантово-безопасного шифрования, но это может привести к проблемам с масштабированием сети из-за повышенных требований к памяти. Четыре года назад мы подсчитали, что устройству с захваченными ионами потребуется миллиард физических кубитов, чтобы взломать шифрование RSA, что требует устройства площадью 100 на 100 кв. м, — сказал Уэббер. - Теперь, с улучшениями по всем направлениям, это может привести к резкому сокращению площади до 2,5 на 2,5 кв. м».

Схема квантового компьютера на захваченных ионах

Weebit Nano Limited совместно со своим партнером по разработке CEA-Leti продемонстрировала свои первые операционные килобитные матричные коммутаторы ReRAM, что стало ключевой вехой на пути к созданию дискретных (автономных) чипов энергонезависимой памяти (NVM).

Архитектура 1T1R (один транзистор — один резистор), используемая во встроенных массивах ReRAM, недостаточна для поддержки больших массивов ячеек памяти, необходимых в дискретных (автономных) микросхемах памяти. По этой причине матричные переключатели Weebit были разработаны с использованием архитектуры 1S1R (один селектор — один резистор), которая допускает высокую плотность, необходимую для дискретных микросхем. Такая архитектура также позволяет размещать массивы в трехмерных слоях, что обеспечивает еще более высокую плотность.

Архитектура 1S1R ReRAM имеет потенциальные применения в памяти класса хранения, энергонезависимой памяти и в качестве замены флэш-памяти NOR. Она также идеально подходит для архитектур ИИ, таких как вычисления в памяти и нейроморфные вычисления.

Комментируя последнюю веху развития технологии, СЕО Коби Ханох (Coby Hanoch) сказал: «Weebit Nano продолжает добиваться значительного технического и коммерческого прогресса в секторе встраиваемых систем — недавно мы успешно сократили нашу технологию ReRAM до 28 нм. Теперь, с созданием наших первых кросс-массивов в килобитах, мы продолжаем двигаться к дискретной памяти.

Благодаря своей простой структуре ячейка ReRAM является небольшой, быстрой и простой в стеке, а также потребляет очень мало энергии. Ключевой отраслевой задачей при разработке этой технологии на сегодняшний день является выбор подходящего резистивного материала, который позволяет изменять его химическую или физическую структуру, а затем способен восстанавливать эту структуру воспроизводимым, малоизменчивым и экономически эффективным способом.

Технология Weebit ReRAM, разработанная совместно с партнером по исследованиям и разработкам CEA-Leti, решает эти проблемы и обладает уникальными преимуществами, которые делают ее лучшей энергонезависимой памятью в своем классе с точки зрения стоимости, производительности и надежности.

Weebit недавно подала несколько новых патентов вместе с CEA-Leti, предназначенных для дальнейшей защиты своей интеллектуальной собственности ReRAM, с акцентом на архитектуру 1S1R и программирование селекторных ячеек».

Архитектура 1S1R crossbar ReRAM обеспечивает множество потенциальных применений, включая дискретные микросхемы памяти и нейроморфные вычисления

Исследователи Массачусетского технологического института создали метод, который может автоматически описывать роли отдельных нейронов в нейронной сети с помощью естественного языка. На представленном рисунке техника смогла определить «верхнюю границу горизонтальных объектов» на фотографиях, которые выделены белым цветом.

Нейронные сети иногда называют черными ящиками, потому что, несмотря на то, что они могут превосходить людей в определенных задачах, даже исследователи, которые их разрабатывают, часто не понимают, как и почему они работают так хорошо. Но если нейронная сеть используется за пределами лаборатории (например, для классификации медицинских изображений, которые могут помочь в диагностике сердечных заболеваний) знание того, как работает модель, помогает исследователям предсказать, как она будет вести себя на практике.

Ученые из Массачусетского технологического института разработали метод, который проливает свет на внутреннюю работу нейронных сетей черного ящика. Смоделированные на основе человеческого мозга нейронные сети организованы в слои взаимосвязанных узлов или «нейронов», которые обрабатывают данные. Новая система может автоматически создавать описания этих отдельных нейронов на английском или другом естественном языке.

В своей статье команда Эвана Эрнандеса показывает, что этот метод можно использовать для аудита нейронной сети, чтобы определить, чему она научилась, или даже для редактирования сети путем выявления, а затем отключения бесполезных или неправильных нейронов.

«Мы хотели создать метод, в котором практик машинного обучения может дать этой системе свою модель, и она расскажет ему все, что знает об этой модели, с точки зрения нейронов модели, на доступном языке. Это поможет вам ответить на основной вопрос: «Есть ли что-то, о чем моя модель знает, чего я не ожидал?», отмечает Эван Эрнандес (Evan Hernandez), аспирант Лаборатории компьютерных наук и ИИ Массачусетского технологического института (CSAIL).

Большинство существующих методов, помогающих специалистам по машинному обучению понять, как работает модель, либо описывают всю нейронную сеть, либо требуют от исследователей определения концепций, на которых, по их мнению, могут сосредоточиться отдельные нейроны.

Разработанная Эрнандесом и его коллегами система, получившая название MILAN (Mutual-Information Guided Linguistic Annotation of Neuronsс - лингвистическая аннотация нейронов, управляемая взаимной информацией), совершенствует эти методы, поскольку не требует предварительного списка понятий и может автоматически генерировать описания всех нейронов в сети на естественном языке. Это особенно важно, поскольку одна нейронная сеть может содержать сотни тысяч отдельных нейронов.

Команда сравнила MILAN с другими моделями и обнаружила, что она дает более подробные и точные описания, но исследователей больше интересовало то, как она может помочь в ответах на конкретные вопросы о моделях компьютерного зрения.

Во-первых, они использовали MILAN, чтобы проанализировать, какие нейроны являются наиболее важными в нейронной сети. Они генерировали описания для каждого нейрона и сортировали их на основе слов в описаниях. Они медленно удаляли нейроны из сети, чтобы посмотреть, как изменилась ее точность, и обнаружили, что нейроны, в описании которых есть два совершенно разных слова (например, вазы и окаменелости), менее важны для сети.

MILAN также применили для аудита моделей, чтобы определить, узнали ли они что-то неожиданное. Исследователи взяли модели классификации изображений, которые были обучены на наборах данных, в которых человеческие лица были размыты, запустили MILAN и подсчитали, сколько нейронов, тем не менее, чувствительны именно к таким объектам.

В третьем эксперименте команда использовала MILAN для редактирования нейронной сети, находя и удаляя нейроны, которые обнаруживали плохие корреляции в данных, что привело к 5-процентному увеличению точности сети на входных данных, демонстрирующих проблематичную корреляцию.

Хотя исследователи были впечатлены тем, насколько хорошо MILAN показал себя в этих трех приложениях, модель иногда дает описания, которые все еще слишком расплывчаты, или делает неверное предположение, когда не знает концепцию, которую она должна идентифицировать. Ученые планируют устранить эти ограничения в будущей работе.

«Это подход к интерпретируемости, который начинается снизу вверх. Цель состоит в том, чтобы генерировать открытые композиционные описания функций с помощью естественного языка. Мы хотим использовать выразительную силу человеческого языка, чтобы генерировать более естественные и богатые описания того, что делают нейроны. Меня больше всего радует возможность обобщить этот подход на различные типы моделей», заявила постдок из CSAIL Сара Шветтманн (Sarah Schwettmann).

Энергетические системы, которые питают нашу жизнь, также производят тепло впустую — например, тепло, излучаемое трубами горячей воды в зданиях и выхлопными трубами автомобилей. По словам ученых из штата Пенсильвания и Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, новый гибкий термоэлектрический генератор может оборачиваться вокруг труб и других горячих поверхностей и преобразовывать отработанное тепло в электричество более эффективно, чем это было возможно ранее.

«Большое количество тепла от энергии, которую мы потребляем, по сути, выбрасывается, часто рассеивается прямо в атмосферу, — сказал Шашанк Прия (Shashank Priya), заместитель вице-президента по исследованиям и профессор материаловедения и инженерии в Университете штата Пенсильвания. - У нас не было экономически эффективных способов с конформными формами улавливать и преобразовывать это тепло в полезную энергию. Это исследование открывает эту дверь».

Ученые из штата Пенсильвания работают над улучшением характеристик термоэлектрических генераторов — устройств, которые могут преобразовывать разницу температур в электричество. По словам исследователей, когда устройства размещаются рядом с источником тепла, электроны, движущиеся от горячей стороны к холодной, создают электрический ток.

В предыдущей работе команда создала жесткие устройства, которые были более эффективными, чем коммерческие устройства, в высокотемпературных приложениях. По словам ученых, теперь команда разработала новый производственный процесс для производства гибких устройств, обеспечивающих более высокую выходную мощность и эффективность.

«Эти результаты открывают многообещающий путь к широкому использованию термоэлектрической технологии в приложениях для рекуперации отработанного тепла, — сказал Веньджи Ли (Wenjie Li), доцент-исследователь из Университета штата Пенсильвания. - Это может оказать значительное влияние на разработку практических генераторов тепла в электричество».

По словам ученых, гибкие устройства лучше подходят для наиболее привлекательных источников отработанного тепла, таких как трубы в промышленных и жилых зданиях и на транспортных средствах. И их не нужно приклеивать к поверхностям, как традиционные жесткие устройства, что еще больше снижает эффективность.

В ходе испытаний новое устройство продемонстрировало на 150% более высокую удельную мощность, чем другие современные устройства, сообщили ученые в Applied Materials & Interfaces. Увеличенная версия, площадью чуть более 3 квадратных дюймов, сохраняла преимущество в удельной мощности на 115%. По словам ученых, эта версия продемонстрировала общую выходную мощность 56,6 Вт при размещении на горячей поверхности.

«Подумайте о промышленной электростанции с трубами длиной в сотни футов, — сказал Прия. - Если вы сможете обернуть эти устройства вокруг такой большой площади, вы сможете генерировать киловатты энергии из потраченного впустую тепла, которое обычно просто выбрасывается. Вы можете преобразовать сбрасываемое тепло во что-то полезное».

При создании нового устройства ученые разместили шесть пар вдоль тонкой полоски. Затем они использовали гибкую металлическую фольгу, чтобы соединить 12 полос вместе, создав устройство с 72 парами. По словам ученого, между слоями каждой полоски был использован жидкий металл для повышения производительности устройства.

«По мере масштабирования этих устройств вы часто теряете удельную мощность, что затрудняет изготовление крупногабаритных термоэлектрических генераторов, — сказал Бед Пудель (Bed Poudel), доцент-исследователь из Университета штата Пенсильвания. - Это иллюстрирует исключительную производительность нашего устройства с 72 парами».

По словам ученых, устройство с 72 парами показало самую высокую выходную мощность и удельную мощность устройства из одного термоэлектрического генератора.

Промежутки между полосами обеспечивают гибкость, чтобы соответствовать формам, таким как трубы. По словам ученых, зазоры также позволяют гибко изменять коэффициент заполнения или соотношение между площадью термоэлектрического материала и площадью устройства, что можно использовать для оптимизации термоэлектрических устройств для различных источников тепла.

Новаторский тип запатентованной компьютерной памяти, известный как ULTRARAM, был продемонстрирован на кремниевых пластинах, что является важным шагом на пути к ее крупномасштабному производству.

ULTRARAM — это новый тип памяти с исключительными свойствами. Он сочетает в себе энергонезависимость памяти для хранения данных, такой как флэш-память, со скоростью, энергоэффективностью и долговечностью рабочей памяти, такой как DRAM. Для этого он использует уникальные свойства составных полупроводников, обычно используемых в фотонных устройствах, таких как светодиоды, лазерные диоды и инфракрасные детекторы, но не в цифровой электронике, которая является прерогативой кремния.

Теперь, благодаря сотрудничеству физического и инженерного факультетов Ланкастерского университета и физического факультета Уорвика, ULTRARAM™ впервые реализована на кремниевых пластинах.

Профессор Манус Хейн (Manus Hayne) с факультета физики в Ланкастере, который возглавляет работу, сказал: «ULTRARAM на кремнии — это огромный шаг вперед в наших исследованиях, позволяющий преодолеть очень серьезные проблемы материалов, связанные с большим несовпадениям кристаллических решеток, переходом от элементарных полупроводников к составным полупроводникам и различиями при термическом сжатии».

Цифровая электроника, являющаяся основой всех гаджетов, от смарт-часов и смартфонов до персональных компьютеров и центров обработки данных, использует процессоры и чипы памяти, изготовленные из полупроводникового кремния.

Из-за зрелости отрасли производства кремниевых микросхем и многомиллиардных затрат на строительство заводов по производству микросхем внедрение любой цифровой электронной технологии на кремниевых пластинах имеет важное значение для ее коммерциализации.

Примечательно, что ULTRARAM на кремниевых устройствах фактически превосходит предыдущие воплощения технологии на полупроводниковых пластинах из соединения GaAs, демонстрируя (экстраполированное) время хранения данных не менее 1000 лет, высокую скорость переключения (для размера устройства) и выносливость при циклическом стирании программы не менее 10 миллионов, что в сто—тысячу раз лучше, чем флэш.

Корпорация Intel изложила свой путь к более чем 10-кратному увеличению плотности межсоединений в корпусах с гибридным соединением, увеличению площади транзисторов на 30-50% и новым технологиям квантовых вычислений на встрече IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM).

«В Intel исследования и инновации, необходимые для продвижения закона Мура, никогда не прекращаются. На выставке IEDM наша исследовательская группа по компонентам поделится ключевыми достижениями в области создания революционных технологий обработки и упаковки для удовлетворения ненасытного спроса на мощные вычисления, от которых зависят наша промышленность и общество. Это результат неустанного труда наших лучших ученых и инженеров. Они по-прежнему находятся в авангарде инноваций для соблюдения закона Мура», — сказал Роберт Чау (Robert Chau), старший научный сотрудник Intel и генеральный менеджер по исследованиям компонентов.

Исследовательская группа компонентов работает в трех ключевых областях: технологии масштабирования для производства большего количества транзисторов; новые возможности кремния для увеличения мощности и памяти и исследование новых концепций в физике, чтобы революционизировать то, как мир выполняет вычисления.

Многие из текущих полупроводниковых продуктов Intel начались с работы Component Research, включая напряженный кремний, металлические затворы Hi-K, транзисторы FinFET, RibbonFET и упаковку, включая EMIB и Foveros Direct.

Исследователи компании наметили решения для проектирования, обработки и сборки межсоединений с гибридным соединением, увидев способ 10-кратного повышения плотности межсоединений в упаковке. Еще в июле Intel объявила о планах представить Foveros Direct, обеспечивающий бампинг менее 10 микрон (бампинг — это усовершенствованная технология обработки на уровне пластин, при которой «выпуклости» или «шарики» из припоя формируются на пластинах в форме цельной пластины до того, как пластина будет разделена на отдельные чипы. Недавнее развитие технологий позволило широко использовать этот процесс в современных приложениях бытовой электроники). Это обеспечивает увеличение плотности межсоединений для 3D-стеков на порядок. Чтобы экосистема могла воспользоваться преимуществами усовершенствованной упаковки, Intel также призывает к созданию новых отраслевых стандартов и процедур тестирования, позволяющих создать гибридную экосистему чипсетов.

Помимо своего универсального RibbonFET, Intel разрабатывает подход к объединению нескольких КМОП-транзисторов, целью которого является максимальное увеличение логического масштабирования на 30-50% для дальнейшего совершенствования закона Мура за счет установки большего количества транзисторов на квадратный миллиметр.

Intel обращает внимание на эпоху ангстремов и квантовые вычисления в своих технологических тенденциях

Компании Far North Digital-True North Global Networks и Cinia объявили о планах совместного строительства волоконно-оптической кабельной системы, соединяющей Европу и Азию через Арктику. Alcatel Submarine Networks (ASN) возьмет на себя руководство проектированием и установкой проекта.

Far North Digital, североамериканская компания, специализирующаяся на развитии телекоммуникационной инфраструктуры, и финский поставщик сетей, кибербезопасности и программного обеспечения Cinia подписали «Меморандум о взаимопонимании» (MoU) по строительству подводного оптоволоконного кабеля. Совместная сеть будет проходить из Японии через Северо-Западный проход в Европу с площадками на Аляске и в канадской Арктике. Европейские площадки планируются в Норвегии, Финляндии и Ирландии. 

Волоконно-оптическая кабельная система протяженностью 16 500 км проходит через геополитически стабильные и сейсмически безопасные регионы и значительно сокращает оптическое расстояние между Азией и Европой, тем самым сводя к минимуму задержку сигнала.
 

True North Global Networks работает с организациями коренных народов и местными органами власти над созданием филиалов в арктической Канаде, предоставляя местным сетям прямое подключение к глобальному Интернету. 

«Эта кабельная система — это больше, чем способ ускорить и повысить безопасность телекоммуникаций между странами, это мост через цифровую пропасть, предоставляющий северным сообществам лучшие возможности для устойчивого самоопределения посредством экономического развития, расширенных образовательных возможностей и улучшенных доступ к здравоохранению. Кроме того, он будет служить платформой, которая предлагает науке новые и расширенные возможности для проведения исследований в области изменения климата», — говорит Гай Хаузер (Guy Houser), технический директор Far North Digital.

«Спрос на безопасную и быструю международную связь с новыми разнообразными маршрутами растет. Охватывая три крупнейших в мире континента, использующих Интернет, оптоволокно Far North станет настоящим глобальным предприятием», — отметил Ари-Юсси Кнаапила (Ari-Jussi Knaapila), генеральный директор Cinia. 

«Арктическая связь между Японией и Северной Европой уже давно является общей страстью Японии и Китая, поскольку разнообразие международных связей жизненно важно для островной страны. Эта связь является отличной поддержкой для программы развития цифровизации правительства Японии», — говорит Джун Мурай (Jun Murai), профессор Университета Кейо и специальный советник Кабинета министров Японии. 

Срок ввода кабеля в эксплуатацию - к концу 2025 года. Сметная стоимость проекта составляет примерно 1,48 млрд. канадских долларов. Лидер отрасли ASN был выбран в качестве ведущего партнера EPC (проектирование, закупки, строительство) для проекта.

Волоконно-оптическая кабельная система протяженностью 16 500 км проходит через геополитически стабильные и сейсмически безопасные регионы и значительно сокращает оптическое расстояние между Азией и Европой