csúcstechnológia nanotechnológia

2019. szeptember 14. 14:43 - neney

Csak pénz kérdése és mehetünk a Marsra

Valójában a technológia már a rendelkezésünkre áll ahhoz, hogy benépesítsük a Marsot, csak pénz kell hozzá – ez nem csak Elon Musk véleménye, hanem Ethan Siegelé is, aki az idei Brain Baron fejtette ki a véleményét először a fekete lyukakról, aztán meg az űrutazásról. Siegel egyébként elméleti asztrofizikus, és az egyik leghíresebb tudományos blog, a Starts With A Bang alapítója, továbbá a kozmoszt bemutató Beyond the Galaxy és a tudomány hátterét boncolgató Treknology című könyvek szerzője.

Siegel a Vodafone-nak elmondja, hogy már ma is élhetnénk a vörös bolygón, akár többen is, nem kell Matt Damont egyedül odaküldeni. Az egyetlen dolog, ami hiányzik, az a megfelelő pénzügyi támogatás. Ez viszont nagyrészt a politika és a közös összefogás függvénye.

Az asztrofizikus szerint akár egy évtizeden belül reális lehet, hogy embert küldjünk a Marsra, sőt, akár egy kolóniát is alakítsunk ott. Ezt az elképzelést egyébként rengeteg szakértő osztja: nagyjából minden technológiai feltétel megvan ahhoz, hogy terjeszkedni kezdhessünk a világűrben, már csak a pénzre van hozzá szükségünk.

Szólj hozzá!
2019. szeptember 08. 11:34 - neney

Google: három éve fejlesztik a forradalmat

A New Scientist értesülései szerint a Google már három éve dolgozik egy kvantumszámítógépeken működő algoritmuson, amivel minden eddiginél gyorsabban lehet képeken és videókon érzékelni és rendszerezni tárgyakat.

A számítástechnika következő nagy ugrása várhatóan a kvantumszámítógépek elterjedése lesz - ezek nem bitekben, hanem qubitekben, azaz kvantumbitekben tárolják az információt. A kvantumbitek állapota nem csak nulla vagy egy lehet, hanem akár egyszerre a kettő is, így hosszú távon egy ilyen felépítésű gépen sokkal hatékonyabban lehet számításokat végezni és információkat tárolni. A Google egy példája szerint: ha meg kell állapítanunk, hogy egymillió zárt fiókból melyikben van a labda, ennek kiszámításához egy hagyományos, neumanni elveken működő számítógépnek átlagosan ötszázezer fióknyitásra van szüksége. Egy kvantumszámítógépnek azonban csak ezer fióknyitás kell mindehhez.

A Google a kanadai D-Wave cég által készített kvantumszámítógéppel dolgozott, amely jelen pillanatban a tudósok szerint még kérdéses, hogy joggal nevezhető-e több-kvantumbites számítógépnek, a Google viszont mindezen jelentős kérdéstől függetlenül azt állítja: a D-Wave Chimera névre hallgató chipje működik. Egy olyan, az MIT kutatóinak munkáján alapuló algoritmussal dolgoztak, amely egy húszezer fotót tartalmazó adatbázisból gyorsabban válogatta ki az autókat ábrázoló képeket, mint bármilyen más rendszer a Google adatközpontjaiban. Igaz, ahhoz, hogy egy gép felismerjen egy autót, először meg kellett tanítani neki, hogy az hogyan is néz ki - a kutatók az egyes fotókon téglalapokat húztak az egyes autók köré - innentől kezdve azonban az új kvantumalgoritmus tévedhetetlenül és minden eddiginél gyorsabban dolgozott. 
Szólj hozzá!
2019. szeptember 02. 14:25 - neney

Még több "kísérteties" fényrészecske

A fény Albert Einstein által "kísérteties távoli hatásként" leírt tulajdonságát kutató izraeli tudósoknak sikerült minden eddiginél több - szám szerint öt - foton állapotát összekapcsolniuk.

Képtalálat a következőre: „kvantumteleportálás”

A Weizmann Intézet fizikusai a Science tudományos magazin pénteken megjelent számában tették közzé tanulmányukat az egyidejűleg két stabil kvantumállapotban létező fotonok előállításáról.

A kvantumteleportálásnak nevezett jelenséget például szupergyors kvantumszámítógépek készítésére lehet majd használni, igen gyors adatátvitel és feltörhetetlen titkosítás érhető el segítségével.

Jaron Silberger kutatásvezető a Reuters brit hírügynökségnek adott interjújában elmondta, hogy jelenleg még komoly akadály van az összekapcsolt kvantumállapotok létének demonstrálása és a gyakorlati alkalmazás között, mert ezek az állapotok igen törékenyek. A fotonok kvantumállapota ugyanis bármely külső beavatkozástól megváltozik. 

A kutatócsoport Science-beli tanulmányban rámutatott, hogy korábban három volt a legtöbb foton, amelyeknél sikerült egyidejű összekapcsoltságot igazolni a vizsgálatok során.

Szólj hozzá!
2019. augusztus 31. 11:02 - neney

Lüktető őssejteket varrnak a szívre

A szívroham okozta károsodás helyreállításában segíthet a "pumpáló tapasz", amely több millió élő, lüktető őssejtet tartalmaz - számolt be a róla a BBC News kedden.

Lüktető őssejteket varrnak a szívre, millióknak jelenthet segítséget

A 3-szor 2 centiméteres tapaszt, amelyet a páciens saját sejtjeiből nevelnek laboratóriumban, a beteg szívére varrják, majd a szövet önmagától változik egészséges, működő izommá. A tapasz emellett olyan vegyületeket bocsát ki, amelyek segítenek a meglévő szívsejtek regenerálódásában. A tapasz működését nyulakon vizsgálták, és az eredmények szerint biztonságos volt - mondták el egy manchesteri szívgyógyászati konferencián az Imperial College London szakértői. A konferencián elhangzott, hogy az eljárást a következő két éven belül embereken is ki akarják próbálni.

Szívroham akkor következik be, amikor egy eltömődött artéria blokkolja a szívizom vérellátását, így ahhoz nem érkezik elegendő oxigén és tápanyag. A szívet ennek következtében gyógyíthatatlan károsodás érheti.

Az Egyesült Királyságban mintegy 920 ezer ember szenved szívelégtelenségben.

A kutatásban részt vevő Richard Jabbour elmondta: remélik, hogy egy nap a szívtapasz olyan kezelési móddá válik, amelyet rutinszerűen tudnak felajánlani minden szívrohamon átesett páciensnek.

"A szívtapaszt is ugyanúgy felírhatnánk, mint a gyógyszereket, egyszerűen csak le kéne venni a polcról és beültetni a páciensbe"

- vázolta a lehetőséget a tudós.

A kutatást finanszírozó Brit Szívalapítvány tudósa, Metin Avkiran hangsúlyozta: a szívelégtelenség a pácienst legyengítő, életminőségét megváltoztató betegség, amely nem gyógyul, így a mindennapi feladatok ellátása is hihetetlenül nehézkessé válik.

"Ha a tapasszal segíthetünk meggyógyítani a szívet, az ezeknek az embereknek az életkilátásait is megváltoztatja" - emelte ki az eljárás jelentőségét.

Szólj hozzá!
2019. augusztus 26. 14:05 - neney

Gyémántszámítógépek írják újra ez emberiség jövőjét

A számítógéptudósok már látják az informatika szent grálját, az átlagos körülmények között is működőképes kvantumszámítógépet, amely teljesen átalakíthatja az életünket, talán még jobban, mint a mobiltelefon vagy az internet. Hogy pontosan miképpen, egyelőre csak találgatni lehet, de azért nem teljesen a sötétben tapogatózunk.

A kvantumkomputerek alapvetően különböznek az eddig ismert, félvezető alapú számítógépektől. A hagyományos rendszerekben egy adattároló alapelem - attól függően, hogy az elektromágneses töltése pozitív vagy negatív - a kettes számrendszerben megjelenítheti a 0-t vagy az 1-t. Ezzel a kóddal bármi leírható, végső soron szinte minden feladat megoldható. Csakhogy bizonyos problémák kezeléséhez rengeteg számításra van szükség, ami hatalmas számítási kapacitásokat feltételez. Például a meteorológiai előrejelzésekhez vagy komplex tőzsdei termékek összeállításához és kereskedéséhez szuperszámítógépeket alkalmaznak. De ezek a hatalmas elektronikus agyak, amelyek szinte mind egyedi építésűek, csak játékszerek lehetnek egy kvantumkomputer mellett, amely egy teljesen más világ szülötte. Egész pontosan a szubatomi világé, ahol a megszokottól eltérő fizika érvényesül.

Megnyílik a végtelen

Ennek az a legfontosabb gyakorlati következménye, hogy az ilyen elektronikus agyak végtelenül gyorsak lehetnek. Az itteni információs alapegységek, a qubitek speciális tulajdonságai miatt ugyanis például egy önálló 250-qubites rendszer több bitnyi információt képes tárolni, mint ahány atom van az univerzumban.

A klasszikus példa az ilyen megoldás hasznosságára a kereskedőé, akinek különféle boltokba kellene a legrövidebb úton elvinni az áruját. A legrövidebb utat, amely az összes üzletet érinti, csak próbálkozásokkal találhatja meg, ami rengeteg idővel jár. A kvantumvilágban próbálkozás nélkül is azonnal az összes lehetőséget ismerni fogja, s innen már csak egy lépés a legrövidebb út kiválasztása. Minél bonyolultabb a feladat, a kvantumszámítógép előnye annál nagyobb. A speciális tulajdonságuk miatt ezek az eszközök rendkívül jól alkalmazhatók például kriptográfiai feladatokra, kódok írására és akár feltörésére, fehérjék tervezésére vagy meteorológiai számításokra.

E gépek rendkívüli sebességgel képesek a keresőalgoritmusok futtatására is. A Google már 2009-ben elkezdte vizsgálni annak a lehetőségét, hogy egy kép apró részletét hogyan képes kikeresni hatalmas strukturálatlan adathalmokból a kvantumszámítógép. Ez nagyon érdekelné a hatóságokat is, bűnüldöző szerveket, terrorelhárítókat, hiszen könnyedén megtalálható lenne egy lopott autó, egy gyanús arc az óriási mennyiségű felvétel között, amelyet a legkülönfélébb eszközök rögzítenek, de a gigantikus adathegyekből ma még képtelenség kikeresni e nyomokat. Ez a perspektíva azért elég félelmetes, hiszen már jelenleg is eléggé kiszolgáltatottak vagyunk amiatt, hogy különösen online tevékenységünk folytán a magánéletünk és a nyilvános megjelenésünk mindinkább összefolyik. Így aztán a kvantumszámítógépek ilyenféle használatát a polgárok védelme érdekében bizonyosan szabályozni kell.

Még másfél évtized

Hogy mennyi időnk van erre? Az IBM úgy becsüli, hogy akár 15 éven belül építhetünk nomrál körülmények között működő kvantumszámítógépeket. Az amerikai óriáscég tudósai a minap az Amerikai Fizikai Társaság előtt ismertették azt a sikeres kísérletet, amely hosszú időre megoldhatja a kvantumkomputerek fejlesztésének kritikus problémáit, például a kvantum információs qubitek élettartamának megnövelését.

A fejlesztés legnagyobb akadálya pillanatnyilag ugyanis az információt hordozó qubitek (amelyek ugye felvehetnek 0 vagy 1 értéket vagy mindkettőt egyszerre) élettartamának rövidsége. Korábban egy-egy qubit csak pár milliárdod másodpercig létezett, ami a számítástechnikai felhasználáshoz túl kevés. Az IBM azonban a Yale egyetemmel közösen olyan megoldást dolgozott ki, amely 100 mikroszekundumig fennmarad. Ez pedig már elég.

A kvantumkomputerek építésének lehetőségeit szerte a világon kutatják. A minap egy nemzetközi tudóscsoport Nature tudományos folyóiratban ismertette, hogy egy gyémántban sikerült a külső zavaroktól védett kvantumszámítógépet kialakítani. Tudnivaló ugyanis, hogy a qubitek rendkívül érzékeny jószágok. Zavarja őket az elektromágneses sugárzás, a közönséges rezgések, de még a hőmérsékletváltozás is. Ezért a gyémántba épített kvantumagy akár komoly áttörést is eredményezhet, mert szilárdtestekben épített rendszerek – szemben a korábbi folyadék és gázállapotú megoldásokkal – felnagyított méretekben is könnyebben kivitelezhetők.

A kutatók a mostani fejlesztés során a gyémántok tökéletlenségeit használták fel, amelyek segítségével ki tudtak jelölni egy nitrogén atommagot, amely az első qubit lett, aztán egy elektront is, amely a második qubit lett. Az elektron kisebb és sokkal gyorsabb számításokat lehet végezni vele, mint a hozzá képest hatalmas és lassabban forgó atommaggal, ami viszont sokkal stabilabb.

Magyar szenzáció

Az év elején egy jelentős magyar felfedezés is nyilvánosságra került, amely Kroó Norbert és kutatócsoportja nevéhez fűződik. A magyar csapat az úgynevezett felületi plazmonokkal, egy új típusú fénnyel kísérletezett. Ez a fém felületén lévő vezetési elektronoknak a lézerfény segítségével gerjesztett hullámszerű mozgása. Az új típusú fényt úgynevezett pásztázó alagútmikroszkóppal lehet detektálni, ami nem más, mint egy nagyon hegyes tű egy fémfelülettel szemben.

„Amennyiben nagyon közel van a tű a fémfelülethez, akkor úgynevezett alagútáram keletkezik, tehát anélkül, hogy a tű hozzáérne, folyik az áram a mikroszkópon keresztül, ha feszültség alá helyezzük, mint egy diódát. Azt fedeztük fel, hogy akkor is folyt az áram, hogyha nem kapcsoltunk feszültséget a mikroszkópra, továbbá akkor is, ha nullára csökkentettük az új típusú fényt gerjesztő lézer intenzitását" – mondta Kroó Norbert az MTI-nek.

Az akadémikus kifejtette: amikor azt vizsgálták, hogy milyen görbéket nyernek a mikroszkópra adott feszültség növelésével, majd csökkentésével, kiderült, hogy azok nem egyenletesen, hanem lépcsőzetesen változnak. "Az ember egy ’monoton’ görbét várna, ezzel szemben ’lépcsőfokokat’ nyertünk, ami csak kvantummechanikai képpel képzelhető el. Tehát egy újabb kvantummechanikai effektust találtunk, ami szenzációt keltett… A mérések kimutatták, hogy egy-egy ilyen lépcsőben nagyon kevés elektron vesz részt. Ilyen kevés elektronnal reményeim szerint az elektronikai eszközökkel analóg optikai eszközöket is lehet előállítani, és (egy álom) talán még kvantumszámítógépet is lehet készíteni" – foglalta össze Kroó Norbert.

Az első eladott kvantumszámítógép

Lassan egy éve, hogy a világ első kereskedelmi célú kvantumkomputere forgalomba került. A D-Wave cég az első 128 qubites quantumeszközt, a D-Wave One-t ipari problémák megoldására, nagyvállalati, kormányzati és akadémiai feladatokra fejlesztette. S hogy miért nem terjed gyorsabban? Először is, mert kiépítettségtől függően legalább 10 millió dollárba kerül. A külső hatásoktól való elszigetelés érdekében csak mélyhűtött körülmények között képes működni, s a zavarok kiszűrésére a rendszert egy 10 négyzetméteres teljesen leárnyékolt szobában kell üzemeltetni. Ennek ellenére akadt vevő. Az első üzletet tavaly májusban a hadiipari, biztonságtechnikai és űrhajózási óriásvállalattal, a Lockheed Martinnal kötötték meg.

Szólj hozzá!
csúcstechnológia nanotechnológia