`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Что для вас является метрикой простоя серверной инфраструктуры?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Новый тип суперкомпьютера может быть основан на комбинации света и материи

Команда исследователей из Великобритании и России успешно продемонстрировала, что тип «волшебной пыли», сочетающий свет и вещество, может быть использован для решения сложных проблем и в конечном итоге может превзойти возможности даже самых мощных суперкомпьютеров.

Исследователи из университетов Кембриджа, Саутгемптона и Кардиффа в Великобритании и Института науки и технологий в Сколково, Россия, использовали квазичастицы частицы, известные как поляритоны, которые возникают в результате взаимодействия света с элементарными возбуждениями среды, которые являются своеобразным «маяком», показывая путь к простейшему решению сложных проблем. Этот совершенно новая разработка может стать основой нового типа компьютеров, которые могут решать проблемы, неразрешимые в настоящее время, в различных областях, таких как биология, финансы или космические путешествия. Результаты были представлены в журнале Nature Materials.

Наш технологический прогресс - от моделирования сворачивания белка и поведения финансовых рынков до разработки новых материалов и отправки полностью автоматизированных миссий в глубокий космос - зависит от нашей способности находить оптимальное решение математической постановки задачи: абсолютное минимальное число шаги, которые требуется для решения этой проблемы.

Поиск оптимального решения аналогичен поиску самой низкой точки в гористой местности со многими долинами, траншеями и обрывами. Путешественник может идти вниз и думать, что он достиг самой низкой точки всего ландшафта, но может быть более глубокий обрыв сразу за следующей горой. Такой поиск может казаться сложным в естественной местности, но представьте его сложность в многомерном пространстве. «Это именно та проблема, с которой нужно справиться, когда свести к минимуму целевую функцию представляет собой реальную проблему со многими неизвестными, параметрами и ограничениями», - говорит профессор Наталия Берлова (Natalia Berloff) из Кембриджского отдела прикладной математики и теоретической физики и Института науки и технологии в Сколково и первый автор статьи.
Современные суперкомпьютеры могут иметь дело только с небольшим подмножеством таких задач, когда размерность минимизируемой функции мала или когда базовая структура проблемы позволяет быстро найти оптимальное решение даже для функции большой размерности. Даже гипотетический квантовый компьютер, если он реализуется, в лучшем случае предлагает квадратичное ускорение для «грубой силы» поиска глобального минимума.

Проф. Берлова и ее коллеги подошли к проблеме под неожиданным углом: что, если вместо того, чтобы двигаться по горной местности в поисках самой низкой точки, заполнить пейзаж «волшебной пылью», которая сияет только на самом глубоком уровне, становясь легко обнаружимым маркером решение?

«Несколько лет назад наше чисто теоретическое предложение о том, как это сделать, было отвергнуто тремя научными журналами, - сказала проф. Берлова. - Один рецензент спросил, кто был бы настолько сумасшедшим, чтобы попытаться реализовать это?! Поэтому мы должны были сделать это сами, и теперь мы доказали наше предложение с помощью эксперимента».

Их «волшебная пыль» поляритоны создаются путем облучения лазером уложенных слоями выбранных атомов, таких как галлий, мышьяк, индий и алюминий. Электроны в этих слоях поглощают и излучают свет определенного цвета. Поляритоны в десять тысяч раз легче электронов и могут достигать достаточной плотности для образования нового состояния вещества, известного как конденсат Бозе-Эйнштейна, где квантовые фазы поляритонов синхронизируются и создают единый макроскопический квантовый объект, который может быть обнаружен с помощью измерений фотолюминесценции.

Следующий вопрос, который должны были исследовать ученые, заключался в том, как создать потенциальный ландшафт, который соответствует минимизируемой функции, и заставить поляритоны конденсироваться в самой низкой точке. Для этого группа сосредоточилась на конкретном типе проблемы оптимизации, но достаточно типичной для того, чтобы с ней могла быть связана любая другая трудная проблема, а именно минимизация XY-модели, которая является одной из наиболее фундаментальных моделей статистической механика. Авторы показали, что они могут создавать поляритоны в вершинах произвольного графа: по мере конденсации поляритонов квантовые фазы поляритонов располагаются в конфигурации, соответствующей абсолютному минимуму целевой функции.

«Мы только начинаем изучать потенциал поляритонных графов для решения сложных задач, - сказал соавтор проф. Павлос Лагудакис (Pavlos Lagoudakis), руководитель лаборатории гибридной фотоники в Саутгемптонском университете и Институт науки и технологии в Сколково, где выполнялись эксперименты. - В настоящее время мы масштабируем наше устройство до сотен узлов, проверяя его фундаментальную вычислительную мощность. Конечной целью является квантовый имитатор микрочипов, работающий в условиях окружающей среды».

Новый тип суперкомпьютера может быть основан на комбинации света и материи

Беспроводная передача данных и энергии объединены

Исследователи из Университета штата Северная Каролина (NCU) разработали систему, которая может одновременно доставлять ватты мощности и передавать данные со скоростью, достаточно высокой для потокового видео по тому же беспроводному соединению. Благодаря интеграции мощности и высокоскоростных данных может быть достигнуто истинное единственное «беспроводное» соединение.

«Недавно беспроводная передача энергии снова появилась как технология, позволяющая освободить нас от шнура питания, - говорит Дэвид Рикеттс (David Ricketts), адъюнкт-профессор электротехники и компьютерной инженерии штата NC и старший автор статьи о работе. - Одно из самых популярных приложений - беспроводные зарядные площадки для мобильных телефонов. Как известно многим, к сожалению, они часто требуют практически физического контакта с площадкой, что ограничивает полезность действительно «беспроводного» источника питания. Недавняя работа нескольких исследователей расширила беспроводную связь до уровня «среднего радиуса действия», который может обеспечивать питание на расстоянии от нескольких дюймов до футов. Большинство беспроводных энергосистем сконцентрированы только на проблемах питания, а не на данных, которые сегодня должны сопровождать любые наши интеллектуальные устройства. Включение в эти решения данных - вот что отличает нашу работу».

Технологии беспроводной передачи энергии используют магнитные поля для передачи энергии через свободное пространство. Чтобы свести к минимуму потерю мощности при создании этих магнитных полей, вам необходимо использовать антенны, которые работают в узкой полосе пропускания, особенно если передатчик и приемник находятся в дюймах или футах друг от друга.

Поскольку использование антенны с узкой полосой пропускания ограничивает передачу данных, устройства, включающие беспроводную передачу мощности, обычно также включают в себя отдельные радиостанции для передачи данных. И наличие отдельных систем для передачи данных и мощности увеличивает стоимость, вес и сложность соответствующего устройства.

Команда из NCU осознала, что, хотя высокопроизводительная передача мощности, особенно на больших расстояниях, требует очень узкополосных антенн, пропускная способность системы может быть значительно шире.
«Люди думали, что для эффективной беспроводной передачи мощности требуется использование узкополосных передатчиков и приемников, и поэтому это ограничивает передачу данных, - говорит Рикеттс. - Мы показали, что вы можете настроить широкополосную систему с узкополосными компонентами, что даст вам лучшее из обоих миров».

С этой более широкой полосой пропускания команда из NCU затем рассмотрела беспроводную линию передачи энергии как линию связи, адаптируя методы повышения скорости передачи данных, такие как выравнивание каналов, для дальнейшего улучшения скорости передачи данных и качества данных.

Исследователи протестировали свою систему с передачей данных и без нее. Они обнаружили, что при передаче почти 3 Вт мощности - более чем достаточно для питания планшета во время воспроизведения видео - система была на 2,3% менее эффективной, когда она также передавала данные со скоростью 3,39 МБ/с. При 2 Вт мощности разница в эффективности составляла всего 1,3%. Испытания проводились с передатчиком и приемником на расстоянии 16 см, что демонстрировало способность их системы работать на более длинных каналах беспроводной передачи энергии.

«Наша система сопоставима по эффективности передачи мощности с аналогичными устройствами беспроводной передачи энергии и показывает, что вы можете создать беспроводную систему передачи энергии, которая сохраняет почти всю свою эффективность при потоковой передаче фильма от Netflix», - сказал Рикеттс. 

Темная сторона квантовых компьютеров

Эпоха полноценных квантовых компьютеров угрожает разрушить безопасность в Интернете, какой мы ее знаем. Исследователи участвуют в гонке со временем, чтобы подготовить новые криптографические методы до появления квантовых компьютеров, как криптографы проф. Таня Ланге (Tanja Lange) из Технологического университета Эйндховена, Нидерланды, и Даниэль Дж. Бернштейн (Daniel J. Bernstein) из Университета штата Иллинойс в Чикаго, США, описывают в журнал Nature. В своей публикации они анализируют варианты, доступные для этой так называемой постквантовой криптографии.

Ожидается, что квантовые компьютеры будут построены вскоре после 2025 года. Такие компьютеры используют квантовомеханические свойства и поэтому могут решить некоторые конкретные проблемы намного быстрее, чем наши текущие компьютеры. Это будет полезно для расчета моделей для прогнозов погоды или разработки новых лекарств. Однако эти операции также влияют на защиту данных с использованием RSA и ECC. С сегодняшними технологиями эти системы не будут взломаны через сто лет, но квантовый компьютер сломает их в течение нескольких дней, если не часов.

Без защиты многие конфиденциальные данные будут опубликованы, даже данные из прошлого. «Злоумышленник сегодня может записать нашу безопасную связь и взломать ее с помощью квантового компьютера спустя некоторое время. Все сегодняшние секреты будут потеряны», - предупреждает проф. Таня Ланге. Это касается частных данных, банковских и медицинских записей, а также государственных секретов. Проф. Ланге видела важность альтернативных систем уже в 2006 году и занимается повышением осведомленности и разработкой новых систем. «Совсем недавно мы начали наблюдать понимание постквантовой криптографии в агентствах безопасности, например, NSA, и компании начинают требовать решения», - отметила она.

Проф. Ланге возглавляет исследовательский консорциум PQCRYPTO, включающий 11 университетов и компаний. PQCRYPTO стартовал в 2015 году с 3,9 млн. евро финансирования от Европейской комиссии для разработки новых криптографических технологий. «Это может показаться большой суммой, но она в 100 раз меньше, чем та, что идет на создание квантовых компьютеров», - говорит проф. Ланге. Она предупреждает, что важно усилить исследования в области криптографии: «Доведение криптографических методов до конечного пользователя требует от 15 до 20 лет после разработки и стандартизации».

В своей публикации в Nature проф. Ланге и Бернштейн объясняют, что определенный квантовый алгоритм, а именно алгоритм Шора, разрушает все криптографические методы, которые в настоящее время используются для установления безопасных подключений в Интернете. Кандидаты на постквантовую криптографию могут быть категоризированы по двум типам: они либо очень хорошо понятны и внушат уверенность, но требуют большой пропускной способности, либо их удобнее использовать, но они обеспечивают более сомнительную безопасность.

Темная сторона квантовых компьютеров

Профессор криптологии Таня Ланге

За что и почему Salesforce заплатила 6,5 млрд. долларов?

Громкая новость на ИТ-рынке о приобретении Salesforce компании MuleSoft за 6,5 млрд. долл. уже нашла отражение на нашем сайте. Чем же приглянулась эта компания Salesforce?

Компания MuleSoft была создана Россом Мэйсоном (Ross Mason) в 2006 г. Как он сказал в одном из интервью, эта идея пришла к нему во время работы в большом проекте для одного инвестиционного банка в Лондоне. Команда пыталась соединить разнородные системы. Наибольшие трудности вызывала необходимость работать с тяжеловесными базовыми системами (back-end systems) и пересылать данные между ними. Команда разработала надежную архитектуру и концепции, но выполнение и тип промежуточного ПО от крупных производителей затрудняли реализацию хороших идей. Именно это и натолкнуло Мэйсона на мысль разработать платформу, которая бы поддерживала эти новые типы архитектур и была бы легка для использования любым разработчиком.

Компания получила имя от ПО с открытым кодом Mule ESB – легковесной корпоративной сервисной шины (Enterprise Service Bus – ESB). Она позволяло легко интегрировать существующие системы безотносительно технологий, которые использовали приложения. Слово Mule обязано своим происхождением способности, подобно мулу, выполнять тяжелую нагрузку и не падать при этом.

MuleSoft является также и ПО промежуточного слоя, которое помогает компаниям перекинуть мост от унаследованных систем к новым более эффективным и инновационным облачным решениям.

Проблема состоит в том, что имеются тысячи SaaS-приложений, десятки тысяч открытых API и сотни тысяч, если не миллионы, частных API, и все эти различные компоненты нуждаются в соединении. Как результат базированная в Сан-Франциско компания стала быстро расти. Насчитывая 550 сотрудников и более 900 корпоративных заказчиков, MuleSoft поставляет свои решения таким компаниям, как MasterCard, Unilever, Tesla, BSkyB и Verizon.

Большие рыночные возможности притягивают большие деньги. На первом этапе своего развития компания привлекла 259 млн. долл. не только от венчурных компаний, подобных NEA, но также от корпоративных венчурных фондов от Cisco, SAP, ServiceNow и Salesforce.

Сегодняшний флагманский продукт компании Anypoint комбинирует Mule ESB с некоторыми облачными технологиями, коннекторами и API-технологиями в гибридную интеграционную платформу, которая позволяет организациям легко строить и быстро масштабировать прикладные сети данных и устройства с помощью API.

Увеличение запросов корпораций благодаря быстрому росту облаков, мобильных приложений и IoT, генерирующих растущее количество технологий, которые нуждаются в интеграции, обусловили финансовый рост MuleSoft. Сегодня ее продуктами пользуются организации в более чем 60 странах.

За что и почему Salesforce заплатила 6,5 млрд. долларов?

Основатель MuleSoft Росс Мэйсон

Высокоскоростная квантовая память для фотонов

Физики из Базельского университета разработали память, которая может хранить фотоны. Эти квантовые частицы движутся со скоростью света и, таким образом, подходят для высокоскоростной передачи данных. Исследователи смогли хранить их в атомном паре и снова считывать их позже, не слишком сильно меняя их квантовомеханические свойства. Эта технология памяти проста и быстра, и она может найти применение в будущем квантовом Интернете.

Даже сегодня при быстрой передаче данных в телекоммуникационных сетях используются короткие световые импульсы. Ультраширокополосная технология использует оптические линии связи, через которые можно передавать информацию почти со скоростью света. В конце на приемнике передаваемая информация должна сохраняться быстро и без ошибок, чтобы ее можно было обрабатывать электронным способом на компьютерах. Чтобы избежать ошибок передачи, каждый бит информации кодируется в относительно сильных световых импульсах, каждый из которых содержит по меньшей мере несколько сотен фотонов.

В течение нескольких лет исследователи во всем мире работали над функционированием оптических сетей на одиночных фотонах. Кодирование одного бита на фотон не только очень эффективно, но и позволяет получить радикально новую форму обработки информации на основе законов квантовой физики. Эти законы позволяют одному фотону кодировать не только состояния 0 или 1 классического бита, но также кодировать суперпозицию обоих состояний одновременно. Такие квантовые биты являются основой для обработки квантовой информации, которая в будущем могла бы обеспечить безоговорочно безопасную связь и сверхбыстрые квантовые компьютеры. Способность сохранять и извлекать одиночные фотоны из квантовой памяти является ключевым элементом этих технологий, которые интенсивно исследуется.

Команда физиков во главе с профессорами Филиппом Тротлайном (Philipp Treutlein) и Ричардом Уорбертоном (Richard Warburton) из Университета Базеля разработала особенно простую и быструю квантовую память, в которой хранятся фотоны в газе атомов рубидия. Лазер контролирует процессы хранения и поиска. Используемая технология не требует охлаждающих устройств или сложного вакуумного оборудования и может быть реализована в очень компактной конфигурации. Исследователи также смогли проверить, что память имеет очень низкий уровень шума и подходит для одиночных фотонов.

«Комбинация простой установки, высокой пропускной способности и низкого уровня шума очень перспективна для будущего применения в квантовых сетях», - говорит Яник Вольтерс (Janik Wolters), первый автор исследования. Развитие таких квантовых сетей является одной из целей Национального центра компетенции в квантовой науке и технике (NCCR QSIT) и Рамочной программы исследований и инноваций ЕС, которые финансировали это исследование. В будущем квантовые сети могут привести к безоговорочно защищенным коммуникациям, созданию сетей различных квантовых компьютеров и моделированию сложных физических, химических и биологических систем.

Высокоскоростная квантовая память для фотонов

Прогноз IBM: 5 инноваций, которые изменят нашу жизнь в ближайшие 5 лет

IBM видит свою миссию в том, чтобы помочь своим клиентам изменить способ работы в мире. Хорошим примером этого служат ежегодные прогнозы технологий «5 in 5» от IBM Research. Каждый год IBM демонстрирует некоторые из крупнейших достижений глобальных лабораторий IBM Research - пять технологий, которые, по ее мнению, будут в корне изменять бизнес и общество в ближайшие пять лет.

Вот краткое изложение прогнозов, которые представлены учеными IBM в этом году. В совокупности они предвещают мощную эволюцию в вычислениях, которая будет превосходить все, что мы видели раньше.

Борьба с подделками
Криптографические якоря и блокчейн объединятся против фальсификаторов.
В течение следующих пяти лет криптографические якоря, такие как чернильные точки или крошечные компьютеры, меньшие, чем крупица соли, будут встроены в повседневные предметы и устройства. Они будут использоваться в тандеме с распределенной технологией блокчейн для обеспечения подлинности объекта от его точки выпуска до того, как он достигнет руки клиента. Эти технологии прокладывают путь к новым решениям, которые занимаются безопасностью пищевых продуктов, подлинностью изготовленных компонентов, генетически модифицированными продуктами, идентификацией поддельных предметов и происхождением предметов роскоши.

Стоп хакерам
IBM разрабатывает методы шифрования, основываясь на самых новых технологиях, таких как квантовые компьютеры, которые когда-нибудь смогут взломать все существующие протоколы шифрования. Исследователи IBM уже разработали постквантовый метод шифрования, который компания представила правительству США, называемый шифрование на алгебраической решетке. Ни один компьютер не может взломать его, в том числе и будущие квантовые компьютеры. Метод скрывает данные в алгебраической структуре, называемом решеткой. С криптографической решеткой пользователи могут работать с файлом или шифровать его, не подвергая уязвимые данные опасности.

Сберечь океаны
Через пять лет небольшие автономные микроскопы с ИИ, объединенные в облаке и развернутые по всему миру, будут постоянно следить за состоянием одного из наиболее важных и угрожаемых ресурсов Земли: воды. Ученые IBM работают над подходом, который использует планктон, являющийся естественным биологическим датчиком водного здоровья. Микроскопы с ИИ могут быть помещены в водоемы для отслеживания движения планктона в 3D в естественной среде и использовать эту информацию для прогнозирования их поведения и состояния. Это может помочь в таких ситуациях, как разливы нефти и стоки от источников загрязнения на суше, а также для прогнозирования таких угроз, как красные приливы.

Объективность ИИ
В течение пяти лет у нас появятся новые решения для противодействия существенному увеличению числа предвзятых систем ИИ и алгоритмов. Поскольку IBM работает над разработкой систем ИИ, которым мы можем доверять, крайне важно развивать и обучать эти системы на наборе данных, которые являются справедливыми, интерпретируемыми и свободными от расовых, гендерных или идеологических предубеждений. С этой целью исследователи IBM разработали метод снижения предвзятости, который может присутствовать в наборе учебных материалов, так что любой алгоритм ИИ, который позже обучается на этом набора данных, обеспечит как можно меньше неравенства. Ученые IBM также разработали способ тестирования систем ИИ, даже когда данные обучения недоступны.

Через пять лет квантовые компьютеры станут мэйнстримом
Через пять лет квантовые вычисления будут широко использоваться новыми категориями профессионалов и разработчиков для решения проблем, которые считались неразрешимыми. Они станут обычным явлением в университетских аудиториях и даже будут доступны, в некоторой степени, на уровне средней школы. Исследователи IBM уже достигают основных этапов в квантовой химии. Они успешно смоделировали атомную связь в гидриде бериллия (BeH2), самой сложной молекуле, на которой когда-либо моделировался квантовый компьютер. В будущем квантовые компьютеры будут продолжать решать проблемы со все возрастающей сложностью и, в конечном счете, догонят и превзойдут то, что мы можем делать только с классическими машинами.

Быстрая магнитная запись данных

Магнитное хранилище данных уже давно считается слишком медленным для использования с рабочей памятью компьютеров. Исследователи теперь изучили технику, с помощью которой магнитные записи данных могут быть сделаны значительно быстрее и с меньшей энергией.

Уже почти семьдесят лет магнитные ленты и жесткие диски используются для хранения данных в компьютерах. Несмотря на множество новых технологий, которые были разработаны за это время, управляемое намагничивание носителя данных остается главным выбором для архивирования информации из-за его долговечности и низкой цены. Однако как средство реализации памяти с произвольным доступом (ОЗУ), которая используются в качестве основной памяти для обработки данных в компьютерах, магнитные технологии хранения данных долгое время считались неадекватными. Это в основном связано с низкой скоростью записи и относительно высоким потреблением энергии.

Пьетро Гамбарделла (Pietro Gambardella), профессор кафедры материалов Цюрихского ETH, и его сотрудники вместе со своими коллегами из Физического факультета и Института Пауля Шеррера (PSI) показали, что с использованием нового метода магнитную запись может сделать очень быстро и без потери энергии.

В традиционных технологиях магнитного хранения данных используются ленточные или дисковые носители данных, покрытые сплавом кобальта. Токопроводящая катушка создает магнитное поле, которое изменяет направление намагничивания в небольшой области носителя данных (домене). По сравнению со скоростями современных процессоров эта процедура выполняется очень медленно, а электрическое сопротивление катушек приводит к потере энергии. Поэтому было бы намного лучше, если бы можно было непосредственно изменять направление намагничивания, не используя магнитные катушки.

В 2011 году проф. Гамбарделла и его коллеги уже продемонстрировали технику, которая могла бы сделать именно это: электрический ток, проходящий через специально покрытую полупроводниковую пленку, обращал намагниченность в области размером нескольких сотен нанометров. Это стало возможным благодаря квантовомеханическому эффекту, называемому спин-орбитальным взаимодействием. При этом ток, текущий в проводнике, приводит к накоплению электронов с противоположными магнитными моментами (спинами) на краях проводника. Электронные спины, в свою очередь, создают магнитное поле, которое заставляет атомы в соседнем магнитном материале изменять ориентацию их магнитных моментов. В новом исследовании ученые теперь подробно изучили, как этот процесс работает, и насколько быстро он работает.

В своем эксперименте исследователи обратили намагниченность кобальтовой области, имеющей диаметр всего 500 нанометров, используя импульсы электрического тока, которые протекали через соседнюю платиновую проволоку. Во время этого процесса они подвергли область воздействию сильно сфокусированных рентгеновских лучей, которые были созданы на швейцарском источнике света в PSI. Рентгеновские лучи сканировали область последовательно с пространственным разрешением 25 нанометров. Насколько сильно область поглощала рентгеновские лучи в определенной точке зависело от местного направления намагничивания.

«Таким способом мы получили двумерное изображение намагниченности внутри кобальтовой области и могли наблюдать, как импульс тока постепенно менял ее», - объясняет Мануэль Баумгартнер (Manuel Baumgartner), ведущий автор исследования и докторант в исследовательской группе проф. Гамбарделлы.

Таким образом, исследователи смогли заметить, что инверсия намагничивания происходила менее чем за одну наносекунду - значительно быстрее, чем в других недавно изученных методах. «Более того, мы можем теперь предсказать на основе экспериментальных параметров, когда и где начинается инверсия намагничивания и где она заканчивается», - добавляет проф. Гамбарделла. В других методах инверсия также управляется электрическим током, но она нарушается тепловыми флуктуациями в материале, что приводит к большим изменениям в синхронизации инверсии.

Исследователи направили до триллиона импульсов инверсии через кобальтовую область на частоте 20 МГц, не наблюдая никакого снижения качества инверсии намагничивания. «Это дает нам надежду на то, что наши технологии должны быть пригодны для применения в магнитных ОЗУ», - говорит бывший пост-докторант проф. Гамбарделлы Кевин Гарелло (Kevin Garello), также ведущий автор исследования.

На первом этапе исследователи хотели бы оптимизировать свои материалы, чтобы инверсию выполнялась еще быстрее и при меньших токах. Еще одна возможность - улучшить форму кобальтовых областей. По словам исследователей, на данный момент они являются круглыми, но другие формы, такие как эллипсы или ромбы, могут сделать инверсию намагничивания еще более эффективной. Магнитные ОЗУ могут, среди прочих вещей, сделать загрузку операционной системы компьютера устаревшей - соответствующие программы останутся в рабочей памяти, даже когда питание выключено.

Быстрая магнитная запись данных

В 1956 году IBM представила первый магнитный жесткий диск - RAMAC. Теперь исследователи из ETH протестировали новую технологию магнитной записи, которая вскоре может быть использована в качестве ОЗУ современных компьютеров

Nokia выводит на рынок сверхбыстрый оптический приемопередатчик

Nokia выводит на рынок сверхбыстрый оптический приемопередатчик

Оптический чип Nokia обеспечивает скорость передачи данных 200 Гбит/с на длину волны по подводным кабелям, 400 Гбит/с в городских сетях, 600 Гбит/с в центрах обработки данных.

Через два года после того, как Nokia впервые продемонстрировала свою схему модуляции с самой высокой пропускной способностью, компания объявила о ее выпуске в качестве продукта.

На следующей неделе компания представит свой PSE-3 (photonic service engine – фотонный сервисный движок) в Сан-Диего на конференции OFC.

Nokia заявила, что даже по магистральным подводным кабельным системам практически повсеместно можно достичь скорости передачи данных 200 Гбит/с (на длину волны), региональные линии связи могут работать со скоростью 400 Гбит/с, а межсетевые соединения центра обработки данных могут поддерживать 600 Гбит/с на длину волны.

В заявлении Nokia говорится, что PSE-3 может увеличить пропускную способность сети «на 65% по существующими в настоящее время сетями» при снижении энергопотребления на 60% и может применяться в сетях операторов связи от масштабов города до магистральных подводных кабелей.

Релиз чипа представляет собой коммерциализацию технологий, продемонстрированных в полевых испытаниях в 2016 и 2017 годах.

В 2016 году Nokia работала с Deutsche Telekom и Техническим университетом в Мюнхене и достигла пропускной способности 1 Тбит/с на длину волны в масштабах города. В прошлом году Nokia заявила о достижении 250 Гбит/с на оптический канал в полевых испытаниях технологии на подводной сети Facebook из Нью-Йорка в Ирландию.

Чипсет реализует свои возможности с помощью технологии, имеющей название «вероятностное формирование созвездия» (PCS - probabilistic constellation shaping), в котором кремний выбирает комбинацию фаза/амплитуда с наименьшим шумом (лучшие точки «созвездия» возможных модуляций) для передачи данных.

PSE-3 использует QAM-64 (квадратурная амплитудная модуляция), что означает, что у него есть 64 точки созвездия для выбора с непрерывной выборкой для адаптации к условиям в волокне.

В видео в нижней части страницы директор подсистемы оптической передачи из Nokia Bell Labs Питер Уинзер (Peter Winzer) говорит, что цель заключается в том, чтобы «оптимально сформировать ваши созвездия символов, чтобы как можно ближе подойти к пределу Шеннона».

Директор подсистемы оптической передачи из Nokia Bell Labs Питер Уинзер (Peter Winzer) также пояснил, что «формирование» алгоритма выполняется функцией, реализованной в ASIC и называемой «распределителем совпадений», которая «отвечает за то, чтобы символы созвездия QAM встречались с разными вероятностями».

«Современные высокопроизводительные оптические интерфейсы и линейные системы WDM работают в районе 1,5—2,5 дБ от предела Шеннона», - пишет Nokia в поясняющих материалах, заявляя, что PSE-3 попадает в область 0,3 дБ от предела.

«Фокусируя энергию на символах с более низкой амплитудой по мере уменьшения скорости передачи данных, вероятностное формирование преобразует квадратный паттерн созвездия в более гауссовообразную форму. Это обеспечивает улучшенную подгонку к модели Шеннона шума Гаусса, что приводит к увеличению производительности, очень близкому к пределу Шеннона», - добавлено в материалах.

  

Прототип сконструированных напряженных материалов - будущее устройств хранения данных

Исследователи из Сингапурского университета технологии и дизайна (SUTD) и Шанхайского института микросистем и информационных технологий сконструировали материал на основе сверхрешетки для хранения данных. Данные записываются на границах раздела слоев сверхрешетки. Когда атомы на границе раздела неупорядочены, материал обладает высоким электрическим сопротивлением, а упорядоченная граница имеет низкое электрическое сопротивление. Поскольку изменяется только граница раздела, поднабор слоев внутри материала может оставаться неизменным и кристаллическим. Это означает, что граница может быть создана с помощью непереключающихся слоев - вся структура не должна переключаться в неупорядоченное состояние. Это делает сверхрешетку отличной от неструктурированных сплавов для памяти с измененяемой фазой, таких как сплав Ge2Sb2Te5.

Авторы показали в статье, опубликованной в Nano Futures, что быстрое переключение в этих наноструктурированных материалах связано с лавинным атомным переключением на границе раздела. Первый атом, который переключается, требует большого количества энергии, но последующие атомы требуют меньше энергии. По мере того как все больше атомов переключается, энергия, необходимая для переключения последующих атомов, снижается. Это приводит к экспоненциальному увеличению вероятности переключения с числом переключенных атомов.

Чжоу (Zhou) и др. показали, что энергия для переключения первого атома может быть получена путем напряжения слоя границы раздела. Исследовательская группа создала прототипы устройств памяти, использующие этот эффект, которые превосходит современные устройства памяти с фазовым переключением. Напряжение переключения, ток и время переключения существенно снижаются, а электрическое сопротивление изменяется в 500 раз.Таким образом, эти прототипы быстрее и эффективнее современных конкурирующих технологий.

Один из членов исследовательской группы, доцент Роберт Симпсон (Robert Simpson), сказал: «Устройства на сверхрешетках очень энергоэффективны. Мы предвидим, что эта технология, окажет влияние на новые архитектуры 3D-памяти, такие как Intel 3D x-point».

Прототип сконструированных напряженных материалов - будущее устройств хранения данных

Сравнение электрического тока переключения и времени переключения для памяти с переключением фазы на основе напряженных границ сверхрешеток с другими современными материалами памяти с изменением фазы

Однофотонный излучатель обеспечит квантовую обработку данных

Национальная лаборатория Лос-Аламоса выпустила первый материал, способный к однофотонному излучению при комнатной температуре и на телекоммуникационных длинах волн. Эти квантовые излучатели на основе углеродных нанотрубок могут быть важны для оптической квантовой обработки информации и информационной безопасности, а также представляют значительный интерес для сверхчувствительных зондирования, метрологии и изображений и в качестве источников фотонов для фундаментальных исследований в квантовой оптике.

«С помощью химической модификации поверхности нанотрубок для управляемого ввода светоизлучающих дефектов, мы разработали углеродные нанотрубки в качестве источника одиночных фотонов, приблизив тем самым внедрение квантовых излучателей на основе дефектов, работающих при комнатной температуре, и демонстрируя их функцию в технологически полезном диапазоне длин волн», - сказал Стивен Дорн (Stephen Doorn), руководитель проекта в Лос-Аламосе и член Центра интегрированных нанотехнологий (CINT). «В идеальном случае один фотонный излучатель должен обеспечивать как работу при комнатной температуре, так и излучение на телекоммуникационных длинах волн, но это оставалось труднодостижимой целью. До настоящего времени материалы, которые могли бы действовать как одиночные фотонные эмиттеры в этих длинах волн, должны были охлаждаться до температуры жидкого гелия, что делает их гораздо менее полезными для конечных приложений или научных целей», - добавил он.

Критическим прорывом в работе CINT стала способность команды заставлять нанотрубку испускать свет вдоль трубки из одной точки только на дефектном участке. Ключом к этому было ограничение уровня дефектов по одному на трубку. Одна трубка, один дефект, один фотон. , , , Испуская только один фотон за один раз, можно управлять квантовыми свойствами фотонов для хранения, манипуляции и передачи информации.

Исследователи из CINT смогли достичь этой степени контроля, используя химию на основе диазония, процесса, с помощью которого они связывали органическую молекулу с поверхностью нанотрубки для получения дефекта. Реакция химического взаимодействия диазония позволила обеспечить контролируемое введение дефектов на основе бензола с пониженной чувствительностью к естественным колебаниям в окружающей среде. Важно отметить, что универсальность химии диазония также позволила исследователям получить доступ к присущей нанотрубкам настраиваемости длин волн излучения.

Длина волн (или цвет) фотонов, созданных при большинстве других подходов, была слишком коротка для телекоммуникационных применений, где фотонами нужно было эффективно манипулировать, а затем транспортировать в оптических схемах. Команда обнаружила, что, выбирая нанотрубку соответствующего диаметра, излучение одиночных фотонов может быть настроено на область длин волн для телекоммуникаций.

Углеродные нанотрубки с такой функциональностью имеют значительные перспективы для дальнейшего развития, отметил Дорн, включая интеграцию в фотонные, плазмонные и метамагнитные структуры для дальнейшего управления квантовыми эмиссионными свойствами и внедрения в электронные устройства и оптические схемы для разнообразных приложений.

Однофотонный излучатель обеспечит квантовую обработку данных

Исследователи из Национальной лаборатории Лос-Аламоса получили первый известный материал, способный к однофотонному излучению при комнатной температуре и на телекоммуникационных длинах волн с использованием химически функционализированных углеродных нанотрубок

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT