觀點(diǎn)

美國DARPA十億像素級別照相測試

美國國防預(yù)先研究計(jì)劃局（DARPA）一直在進(jìn)行先進(jìn)寬視場（FOV）圖像重建和開發(fā)架構(gòu)（AWARE）項(xiàng)目的研發(fā)工作。日前，DARPA在位于華盛頓的海軍研究實(shí)驗(yàn)室成功利用該照相機(jī)拍攝出了分辨率為14億像素和9.6億像素的照片。這臺(tái)十億像素級別照相機(jī)是100到150臺(tái)小型照相機(jī)的集合體，這些小型照相機(jī)都安裝有球狀鏡頭。相比傳統(tǒng)的寬視場鏡頭系統(tǒng) ，這些小型照相機(jī)的本地像差修正和聚焦能力能夠以更小的系統(tǒng)容量和更低的失真率來拍攝極高分辨率的照片。DARPA的下一步計(jì)劃是拍攝出100億到500億像素分辨率的照片，這種分辨率要遠(yuǎn)高于人眼所能識(shí)別的分辨率。與超級計(jì)算機(jī)的并行處理器功能相類似，AWARE照相機(jī)的設(shè)計(jì)方案利用并行多尺度微型照相機(jī)來形成寬視場全景圖像。 AWARE項(xiàng)目正在開發(fā)成像方面的新的方法和更加先進(jìn)的能力，以此為一系列國防安全內(nèi)的任務(wù)提供保障。（高）

美加快“網(wǎng)戰(zhàn)”戰(zhàn)備步伐

布置阿富汗的部隊(duì)還沒撤出來，美國安全問題專家又把戰(zhàn)爭的目光瞄向下了一個(gè)目標(biāo)，虛擬世界。美著名智庫戰(zhàn)略與國際問題中心（CSIS）主任何慕禮認(rèn)為，網(wǎng)絡(luò)問題已不再是網(wǎng)絡(luò)恐怖主義和間諜獲取情報(bào)的問題，而是一種戰(zhàn)爭的概念，這種戰(zhàn)爭不同于常規(guī)沖突，也不同于核威脅，需要全新的解決方法。

與常規(guī)戰(zhàn)爭相比，“網(wǎng)戰(zhàn)”的最大不同在于交戰(zhàn)雙方處在虛擬空間，不僅看不見對手，甚至不知道對手是誰。一臺(tái)服務(wù)器、一臺(tái)電腦，甚至是一部智能手機(jī)，都可以變成一個(gè)強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)攻擊武器；看不見的敵手可能是個(gè)人、組織或者國家。網(wǎng)絡(luò)襲擊者可以在自己國家，也可以在其他國家發(fā)起攻擊；可以通過互聯(lián)網(wǎng)，也可以通過其他通信系統(tǒng)，甚至可以通過電網(wǎng)進(jìn)行攻擊。CSIS的高級研究員詹姆斯·劉易斯指出，美國在軍事上已經(jīng)擁有巨大優(yōu)勢，不必?fù)?dān)心領(lǐng)空和領(lǐng)海受到侵犯，但在網(wǎng)絡(luò)沖突中則完全不同，問題就在于無法防范和尋找制造網(wǎng)絡(luò)威脅的對手，并對其進(jìn)行精確打擊。

為盡快改變這種狀況，五角大樓已向國會(huì)提交報(bào)告，準(zhǔn)備加速研發(fā)網(wǎng)戰(zhàn)武器，同時(shí)建立不同于常規(guī)武器的新型采購系統(tǒng)，具體負(fù)責(zé)“網(wǎng)戰(zhàn)”武器的研制與管理。實(shí)際上，由國防部高級研究計(jì)劃局（DARPA）負(fù)責(zé)的網(wǎng)絡(luò)武器研制計(jì)劃幾年前就已經(jīng)開始，只是該計(jì)劃因重防范、輕攻擊，收效甚微，多受詬病。目前，計(jì)劃內(nèi)容已經(jīng)根據(jù)需要得到調(diào)整。在2013年至2017年總計(jì)15.4億美元的網(wǎng)絡(luò)預(yù)算中，DARPA將根據(jù)確保國家關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)安全的需要和國防部“網(wǎng)戰(zhàn)”戰(zhàn)略，重點(diǎn)研發(fā)攻擊型“網(wǎng)戰(zhàn)”武器。

另外，五角大樓還在今夏啟動(dòng)一項(xiàng)為期5年、總投資為1.1億美元的“網(wǎng)戰(zhàn)”研究計(jì)劃，該計(jì)劃的主要目的是繪制一份能夠完整記錄整個(gè)網(wǎng)絡(luò)世界情況的高級地圖，即全球域名圖。圖中將包含全球數(shù)百億臺(tái)電腦和相關(guān)設(shè)備的情況，而且該圖還可以自動(dòng)更新。有了這份地圖，“網(wǎng)戰(zhàn)”部隊(duì)指揮官將可以輕易地鎖定攻擊目標(biāo)，并使用通過互聯(lián)網(wǎng)或其他途徑發(fā)送的計(jì)算機(jī)代碼對其進(jìn)行打擊。（高）

最輕材料由99.99％的空氣構(gòu)成

美國《每日科學(xué)》網(wǎng)站7月17日報(bào)道，英國基爾大學(xué)和德國漢堡科技大學(xué)的科學(xué)家們研制出了迄今為止全球最輕的材料——“飛行石墨”（Aerographite），其密度僅為0.2毫克/立方厘米。雖然它看起來像一塊黑色不透明的海綿，但卻是由99.99％的空氣構(gòu)成。研究人員表示，新材料性能穩(wěn)定，具有良好的導(dǎo)電性、可延展性而且非常堅(jiān)固，因此，可廣泛應(yīng)用于電池、航空航天和電氣屏蔽等領(lǐng)域。

另外，“飛行石墨”還可以應(yīng)用于航空航天和衛(wèi)星領(lǐng)域所用的電子設(shè)備上，因?yàn)檫@些設(shè)備必須能耐受大量的振動(dòng)；而且，新材料也有望應(yīng)用于水凈化方面，作為吸附劑吸附水中的污染物，因?yàn)樗苎趸蚍纸獠⒁瞥械奈廴疚?。其卓越的力學(xué)穩(wěn)定性、導(dǎo)電性以及表面積大等優(yōu)點(diǎn)也會(huì)讓科學(xué)家們大大受益，甚至還可以用于恒溫箱或通風(fēng)設(shè)備以凈化環(huán)境空氣?！帮w行石墨”是由多孔的碳管在納米和微米尺度三維交織在一起組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。盡管其質(zhì)量很輕，但彈性卻非常好，擁有極強(qiáng)的抗壓縮能力和張力負(fù)荷。它可以被壓縮95%，然后恢復(fù)到原有大小。它還幾乎能吸收所有光線。

因?yàn)槠洫?dú)具的特性，“飛行石墨”能被安裝在鋰離子電池的電極上，這就使電池需要的電解質(zhì)溶液很少，電池的質(zhì)量由此大為減輕，得到的小電池可以用在電動(dòng)汽車或電動(dòng)自行車上。其未來的應(yīng)用領(lǐng)域還包括讓合成材料具有導(dǎo)電性，困擾很多人的靜電干擾可能會(huì)因此得以避免。（沈）

美通過激光束驅(qū)動(dòng)小型無人機(jī)長航時(shí)飛行

美國洛克希德·馬丁公司7月11日透露，該公司和激光驅(qū)動(dòng)公司（LaserMotive, Inc.，一家專門從事激光射束動(dòng)力商業(yè)化應(yīng)用的研發(fā)公司）最近在一個(gè)風(fēng)洞內(nèi)驗(yàn)證了一種創(chuàng)新的激光動(dòng)力系統(tǒng)的能力——該系統(tǒng)成功地將洛馬公司“闊步者”（Stalker）無人機(jī)系統(tǒng)（UAS）的連續(xù)飛行時(shí)間延長到了超過48小時(shí)，這相當(dāng)于“闊步者”自身能力的24倍！

“闊步者”是一種小型的安靜型UAS，自2006年以來由美國特種作戰(zhàn)部隊(duì)使用，用于執(zhí)行情報(bào)、監(jiān)視與偵察任務(wù)。參加驗(yàn)證的“闊步者”進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母难b，以安裝激光驅(qū)動(dòng)公司的專利系統(tǒng)，使之能夠接收激光射束通過無線方式不間斷傳輸?shù)哪芰?。?dāng)驗(yàn)證結(jié)束時(shí)，“闊步者”的機(jī)上電池所存儲(chǔ)的能量比驗(yàn)證開始時(shí)還要高。研究小組結(jié)束驗(yàn)證僅僅是因?yàn)椤伴煵秸摺钡倪B續(xù)飛行時(shí)間已經(jīng)超過了最初設(shè)定的目標(biāo)。

洛馬公司“臭鼬工廠”（Skunk Works）的“闊步者”項(xiàng)目經(jīng)理對驗(yàn)證結(jié)果表示滿意，并表示類似于激光射束的地對空能量補(bǔ)充系統(tǒng)將可提供實(shí)際上是無限的航時(shí)，進(jìn)而可以延伸和擴(kuò)展“闊步者”的任務(wù)剖面。激光驅(qū)動(dòng)公司的總裁則指出：這一驗(yàn)證是把激光射束動(dòng)力飛行技術(shù)投入實(shí)用的最終步驟之一，對于電動(dòng)無人機(jī)來說，該技術(shù)最終將提升其能力、延長其航時(shí)和拓展其任務(wù)。他還表示，接下來將使用“闊步者”進(jìn)行室外驗(yàn)證。（高）

AeroMobile：讓乘客在飛機(jī)上自由地打電話

乘機(jī)時(shí)，乘務(wù)員通常都會(huì)檢查乘客們的手機(jī)等電子設(shè)備是否關(guān)機(jī)。這是考慮到手機(jī)的無線信號頻段與飛機(jī)上無線通信、導(dǎo)航設(shè)備的頻段一致，無線信號之間的相互干擾，極端情況下有可能讓飛機(jī)的電子儀器失靈，危害飛行安全。盡管“手機(jī)是否真的會(huì)引起空難”已經(jīng)爭論多年，至今沒有定論，但對于航空公司而言，保證乘客的生命安全是最重要的責(zé)任。

然而最近英國的維珍航空宣布，他們的乘客可以安心在飛機(jī)上打電話、發(fā)短信、發(fā)彩信、語音留言等等。總之，在維珍航空的飛機(jī)上，乘客可以正常使用電話來對外聯(lián)系。這背后有合作伙伴Aero Mobile提供完善的技術(shù)支持。

據(jù)報(bào)道，Aero Mobile在飛機(jī)機(jī)艙的上方，也就是乘客的頭頂上，部署了一個(gè)“微微小區(qū)（picocell）”。微微小區(qū)的工作原理就好像是一個(gè)GPRS無線信號發(fā)射塔，它能夠接收來自乘客手機(jī)等電子設(shè)備的無線信號。然后，通過這個(gè)無線信號發(fā)射塔，Aero Mobile將數(shù)據(jù)發(fā)送至衛(wèi)星，然后通過衛(wèi)星把數(shù)據(jù)發(fā)送回地面，如此完成一次數(shù)據(jù)傳輸過程。同理，當(dāng)用戶的手機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)，就是地面將信號發(fā)送至衛(wèi)星，衛(wèi)星再發(fā)送至飛機(jī)的信號發(fā)射塔，再傳輸?shù)绞謾C(jī)上。由于“微微小區(qū)”與乘客的手機(jī)之間的信號使用單獨(dú)的頻段，這樣就不會(huì)對飛機(jī)的電子設(shè)備形成電子信號干擾——這就保證了安全性。

對于航空公司而言，為乘客提供更多的服務(wù)，是吸引高端客戶的重要手段，比如荷蘭皇家航空就不斷結(jié)合社交網(wǎng)絡(luò)，為乘客提供差異化的服務(wù)。那么，提供基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)，是否對人產(chǎn)生吸引力呢？當(dāng)然，我們現(xiàn)在挑選旅店的時(shí)候，大都首先要看它是否提供Wi-Fi或?qū)拵?。（武?/p>

美韓研發(fā)新型太陽風(fēng)暴預(yù)警系統(tǒng)

美國特拉華大學(xué)、韓國忠南大學(xué)和漢陽大學(xué)的科研人員日前研發(fā)出一種新型太陽風(fēng)暴預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)能分析太陽風(fēng)暴中飛向地球的高能、高速帶電粒子流強(qiáng)度，并根據(jù)其中的質(zhì)子能量提前166分鐘發(fā)出預(yù)警。

該預(yù)警系統(tǒng)可針對特定輻射級別，預(yù)測高能帶電粒子何時(shí)達(dá)到峰值。該系統(tǒng)的設(shè)備可測量太陽風(fēng)暴中首先抵達(dá)地球的高能、高速帶電粒子流強(qiáng)度，從而使研究人員提前評估此后到達(dá)地球、速度較慢、但潛在危險(xiǎn)更大的粒子流，預(yù)測其潛在危險(xiǎn)水平。

參與者之一、特拉華大學(xué)科研人員約翰·比伯說，提前166分鐘發(fā)出預(yù)警，可讓在太空執(zhí)行任務(wù)的航天員躲進(jìn)航天器內(nèi)的隔離區(qū)，也可提醒在地球磁場較弱的極地飛行的駕機(jī)者及時(shí)降低飛行高度，以便受到地球磁場更多保護(hù)。

太陽風(fēng)暴是指太陽在黑子活動(dòng)高峰階段產(chǎn)生的劇烈爆發(fā)活動(dòng)。這種爆發(fā)會(huì)從太陽表面向太空釋放大量高速帶電粒子流。這些粒子攜帶的能量驚人，通常會(huì)以每小時(shí)幾百萬公里的速度向地球襲來，并能在一天之內(nèi)到達(dá)地球，有可能對人造衛(wèi)星、無線電通信和地球供電系統(tǒng)造成威脅。（郭）

117號元素將被列入元素周期表

俄羅斯科研小組日前再次成功合成117號元素，從而為117號元素正式加入元素周期表掃清了障礙。

總部位于俄羅斯首都莫斯科郊外的杜布納聯(lián)合核研究所于2010年首次成功合成了117號元素。然而國際理論與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）要求杜布納聯(lián)合核研究所再次合成該元素，之后他們才能正式批準(zhǔn)將它加入元素周期表。

杜布納聯(lián)合核研究所的一名高級負(fù)責(zé)人說，研究小組已經(jīng)成功完成了驗(yàn)證工作，并向IUPAC正式提交117號元素的登記申請；如果順利，117號元素將會(huì)在一年內(nèi)被命名，并歸入元素周期表。

據(jù)悉，杜布納聯(lián)合核研究所使用粒子回旋加速器，用由20個(gè)質(zhì)子和28個(gè)中子組成的鈣48原子，轟擊含有97個(gè)質(zhì)子和152個(gè)中子的锫249原子，生成了6個(gè)擁有117個(gè)質(zhì)子的新原子，其中的5個(gè)原子有176個(gè)中子，另一個(gè)原子有177個(gè)中子。

1869年問世的門捷列夫元素周期表是宇宙的基本規(guī)律之一，也為人類認(rèn)識(shí)自然提供了一把刻度精準(zhǔn)的尺子。其中，第92號元素鈾之后的元素在自然界中并不存在，都必須通過人工合成方式獲得。杜布納聯(lián)合核研究所此前還成功合成了第113號、115號、118號元素。此外，德國的海姆霍茲國家研究中心聯(lián)合會(huì)正在致力于第119號和第120號元素的合成工作。（梁）

世界首批轉(zhuǎn)基因嬰兒在美誕生

美國科學(xué)家近日培育出了世界上第一批轉(zhuǎn)基因嬰兒。參與這一項(xiàng)目的科學(xué)家們在6月27日晚上宣布了這一結(jié)果，他們利用基因修改技術(shù)培育出了30個(gè)嬰兒。此外，其中兩個(gè)被測試的嬰兒被發(fā)現(xiàn)含有來自三位不同成人的基因。據(jù)研究人員稱，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)歷時(shí)超過3年。

這批轉(zhuǎn)基因嬰兒由不能懷上自己孩子的婦女所生。為了“生下”孩子，來自另一名女性捐獻(xiàn)者的額外基因被注入了這些婦女的卵子，然后使卵子受精?？茖W(xué)家們采集了其中兩個(gè)轉(zhuǎn)基因嬰兒的指紋，并證實(shí)，他們繼承了三個(gè)成年人的DNA：一個(gè)男人和兩個(gè)女人。這意味著，由于在基因修改過程中繼承了這些額外的基因，他們將來也能把這些基因傳給自己的后代。換句話說，如果允許這些轉(zhuǎn)基因嬰兒以后與非轉(zhuǎn)基因的人結(jié)婚，可能會(huì)改變他們的后代的遺傳密碼。這種基因修改方法可能有一天會(huì)被用于培育擁有所需特性的嬰兒，如力量強(qiáng)大或高智商的人類。

現(xiàn)在，許多專家都公開反對培育轉(zhuǎn)基因嬰兒，包括領(lǐng)先的生育專家和主要組織。未出生兒童保護(hù)協(xié)會(huì)(Society for the Protection of Unborn Children)主任約翰史密頓（John Smeaton）說：“這是人類沿著一條錯(cuò)誤道路又向前邁出了非常令人擔(dān)憂的一步。”（梁）

可噴涂在物體表面的鋰離子電池問世

美國萊斯大學(xué)研究人員日前開發(fā)出一種幾乎可以噴涂在任何物體表面上的鋰離子電池。這種構(gòu)成可充電電池組的噴漆，每一層都代表著傳統(tǒng)電池的組件。傳統(tǒng)的鋰離子電池把活性層包裝進(jìn)筒式或其他便攜式容器里，而賴斯大學(xué)的研究人員找到一種方法可將其涂到任何物體表面之上，從而開啟了可以把物體表面變成存儲(chǔ)設(shè)備的可能性。

研究人員表示：“這意味著傳統(tǒng)包裝的電池已經(jīng)讓位于更為靈活的方法，增加了各種新的存儲(chǔ)設(shè)備的設(shè)計(jì)和集成的可能性。最近以來，很多人有興趣用改進(jìn)外形因素的方式創(chuàng)造新式電源，而這種噴涂電池朝這一方向前進(jìn)了一大步?！?/p>

該材料可以噴刷到浴室的陶瓷磚、柔性聚合物、玻璃、不銹鋼甚至啤酒杯上。在最初的實(shí)驗(yàn)中，將幾個(gè)基于浴室瓷磚的太陽能電池并聯(lián)連接，其可以把實(shí)驗(yàn)室中的光轉(zhuǎn)換成電源。電池可單獨(dú)給一套發(fā)光二極管供電6個(gè)小時(shí)，同時(shí)電池提供了穩(wěn)定的2.4伏電壓。研究報(bào)告稱，手涂電池性能穩(wěn)定；在經(jīng)過60次充放電循環(huán)后，其容量只有非常小的下降。

該研究團(tuán)隊(duì)比較艱苦地用數(shù)個(gè)小時(shí)制定配方、混合和測試這種包含有5層結(jié)構(gòu)的涂料，這些層面分別是兩個(gè)電流集電器、陰極、陽極和在中間分隔的聚合物。每一層都經(jīng)過優(yōu)化處理。首先，正電流收集器是一種純化的單壁碳納米管與炭黑粒子分散于N-甲基吡咯烷酮的混合物；二是陰極中包含鈷酸鋰、碳和超細(xì)石墨（UFG）粉末黏合劑；三是Kynar Flex樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和二氧化硅聚合物分離涂料分散混合在溶劑中；四是陽極里含有鋰鈦氧化物和黏合劑中的超細(xì)晶混合物；最后一層是負(fù)電流收集器，采用市售的導(dǎo)電銅漆，可用乙醇稀釋。

研究人員說：“最難的部分是實(shí)現(xiàn)機(jī)械穩(wěn)定性和使分離器發(fā)揮關(guān)鍵的作用。研究發(fā)現(xiàn)，納米管和陰極層黏著得很好，而如果分隔器沒有機(jī)械穩(wěn)定性，將會(huì)剝離基板。添加PMMA可以給予分離器正向的附著力。一旦經(jīng)過噴涂，瓷磚和其他物品被注入電解液，熱封后會(huì)帶電。”

不過，噴涂電池有一個(gè)致命弱點(diǎn)。其液體使用有毒、易燃和腐蝕性的電解質(zhì)，而且必須在干燥和無氧環(huán)境中噴涂，這大大限制了它在實(shí)際生活中的應(yīng)用。研究小組正在積極尋找在露天更容易創(chuàng)造噴涂電池的電解質(zhì)，并且他們還設(shè)想將這種電池設(shè)計(jì)成鎖扣式瓦片，以便讓噴涂電池早日變成一種人人都可以使用的電池。（華）

DARPA 研發(fā)云層透視技術(shù)

美軍空中力量在對地面部隊(duì)提供火力支援時(shí)，機(jī)載武器依賴光電傳感器指示目標(biāo)，但是當(dāng)空中云層過厚時(shí)，會(huì)阻礙傳感器的“視線”。為此，美國國防預(yù)先研究計(jì)劃局（DARPA）正在進(jìn)行一項(xiàng)名為“視頻合成孔徑雷達(dá)”（ViSAR）的研究項(xiàng)目。該項(xiàng)目旨在研發(fā)一種極高頻（EHF）靶向傳感器，也就是一種高分辨率、全動(dòng)態(tài)視頻的合成孔徑雷達(dá)（SAR），可穿透云層“看清”地面情況，其工作有效性與晴天工作的紅外傳感器相當(dāng)。

目前，DARPA已發(fā)布了項(xiàng)目的信息征詢書，要求項(xiàng)目中使用的電子元器件包括功率放大器、集成式接收機(jī)和激勵(lì)器，這些電子元器件都要足夠小，方便安裝在飛機(jī)上。另外一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是研發(fā)新型算法，該算法可開發(fā)出傳感器的有關(guān)特性。ViSAR 系統(tǒng)預(yù)計(jì)能夠以更高的幀速率創(chuàng)建背景的SAR 圖像。此外，該系統(tǒng)還應(yīng)具備地面移動(dòng)目標(biāo)指示（GMTI）能力，以探測移動(dòng)目標(biāo)并對其重新定位。其中，GMTI 處理與SAR 處理將同步進(jìn)行。 （利）

高空“超級細(xì)菌”可成發(fā)電新能源

日前，英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)，一些正常情況下存在于地球3萬米高空的細(xì)菌，可用在微生物燃料電池（MFC）中，作為一種高效發(fā)電機(jī)。

該研究由紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)化學(xué)工程與先進(jìn)材料學(xué)院基思·斯科特領(lǐng)導(dǎo)，他們在英國達(dá)勒姆郡的威爾河口分離出75種不同的細(xì)菌，測試把每一種作為微生物燃料電池（MFC）時(shí)的發(fā)電效率，篩選出效率最高的菌群組合。經(jīng)過精心挑選后的菌群形成了一種新型“超級”生物膜，使微生物燃料電池的電流輸出功率提高了近一倍，從105瓦/立方米達(dá)到200瓦/立方米。其中的關(guān)鍵細(xì)菌名為同溫層芽孢桿菌，通常情況下，它們以高濃度存在于地球同溫層，也會(huì)隨大氣循環(huán)降落到地球上。研究小組從河床上分離出這種細(xì)菌，經(jīng)過設(shè)計(jì)改造后，其會(huì)形成一種人工生物膜。在此前的研究中，生物膜的生長還是不受控制的，但新研究首次證明了控制生物膜能大大提高燃料電池的電輸出功率。

研究人員解釋說，微生物發(fā)電并不新鮮，一些廢水、污水處理廠已在使用這種技術(shù)。微生物燃料電池的工作原理也與此類似，通過生物—催化氧化過程，細(xì)菌能將有機(jī)混合物直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鳌Ｍ吭谖⑸锶剂想姵靥茧姌O上作為細(xì)菌養(yǎng)料的生物膜或“黏液”，能產(chǎn)生電子，這些電子通過電極會(huì)產(chǎn)生電流。（梁）

美證明量子糾錯(cuò)的最基本形式

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道，美國耶魯大學(xué)的物理學(xué)家在今年初證明了量子糾錯(cuò)的最基本形式，這在量子計(jì)算發(fā)展中邁出了具有重要意義的一步。在此前沿領(lǐng)域，有望比當(dāng)今最先進(jìn)計(jì)算機(jī)的信息處理速度成倍提高。

這項(xiàng)研究是關(guān)于彌補(bǔ)量子計(jì)算內(nèi)在易感性出錯(cuò)的方法，相關(guān)技術(shù)可以糾正那些在高速運(yùn)算中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，使量子計(jì)算機(jī)完全成為現(xiàn)實(shí)的一個(gè)必要步驟。此研究論文的第一作者馬修?里德博士說：“如果不糾錯(cuò)，就不能使量子計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度呈指數(shù)級增加，否則一個(gè)不可避免的小錯(cuò)誤都將導(dǎo)致計(jì)算失敗?！?/p>

量子計(jì)算機(jī)以量子位（qubits）作為信息的基本單位。然而，與使用0或者1數(shù)位的基于芯片的計(jì)算機(jī)不同，量子信息位能夠同時(shí)以多種形態(tài)存在。換句話說，其是一個(gè)還沒有確定是0還是1的一個(gè)信息位。研究人員使用超導(dǎo)器件從“人造”原子產(chǎn)生量子位，任何量子位必須能夠采取兩種狀態(tài)中的一種，如“0”或“1”，亦或兩種狀態(tài)同時(shí)存在。在理論上，這意味著量子系統(tǒng)能夠同時(shí)處理計(jì)算，實(shí)際上就是真正的并行系統(tǒng)。而量子計(jì)算機(jī)在工作時(shí)，必須正確認(rèn)識(shí)和解釋這些量子位的狀態(tài)。但是，量子位容易意外地發(fā)生變化，出現(xiàn)錯(cuò)誤即混淆解釋。

這個(gè)研究小組起初在一個(gè)類似于計(jì)算機(jī)芯片的電子設(shè)備的固體量子系統(tǒng)中證明了量子糾錯(cuò)，研發(fā)出一種識(shí)別量子位的原始狀態(tài)，必要時(shí)檢測其變化和逆轉(zhuǎn)的情況。領(lǐng)導(dǎo)該研究的羅伯特說：“這個(gè)研究結(jié)果將最近的實(shí)驗(yàn)突破及其他人的研究成果結(jié)合后，使得量子位更加連貫，由此表明，該超導(dǎo)器件系統(tǒng)最終可能成為一個(gè)建造量子計(jì)算機(jī)的平臺(tái)?！保ㄈA）

LG推出世界首款柔性e-ink顯示屏

韓國LG集團(tuán)日前宣布，它將開始大規(guī)模生產(chǎn)世界上首款柔性e-ink顯示屏。Kindle和Nook電子閱讀器目前使用的e-ink顯示屏堅(jiān)硬、笨重且易碎，柔性e-ink顯示屏則與它們截然不同。

新的顯示屏的分辨率是1024×768，對角線長6英寸，這些數(shù)據(jù)與Kindle和Nook等相差無幾。雖然現(xiàn)在市面銷售的電子閱讀器并不是很笨重，不過為了保護(hù)玻璃顯示屏，它們已經(jīng)很難變得更輕薄了。但LG的塑料顯示屏厚度為0.7毫米，要比玻璃顯示屏薄30%。它的重量為14克，僅為同尺寸的玻璃顯示屏的一半。在新聞發(fā)布會(huì)上，LG宣稱塑料顯示屏反復(fù)經(jīng)受住了1.5米高的跌落實(shí)驗(yàn)、折斷和劃痕實(shí)驗(yàn)。

根據(jù)已透露的消息，LG采用的是傳統(tǒng)的薄膜晶體管加工工藝，這就意味著，它使用的可能是將電泳顆粒嵌入一塊塑料基基底上的EPLaR（塑膠電子激光釋放）工藝。EPLaR工藝相當(dāng)實(shí)用，該工藝使用了玻璃基底電子書所需的95%的工序和設(shè)備，因此進(jìn)行薄膜晶體管加工的公司只需要購入少量設(shè)備可以生產(chǎn)這種柔性顯示屏，不需要建立新的生產(chǎn)線。

在2010年的1月，LG就宣布研發(fā)出了19英寸彩色柔性電子顯示屏。由于電池的體積正在越變越小，因此，若我們能用柔性電子顯示屏替代報(bào)紙或者雜志的話，那就能節(jié)省大量的木材了。（梁）

新技術(shù)可讓W(xué)iFi傳輸速度達(dá)到2.5TB/秒

瑞典空間物理研究所的科學(xué)家最近研發(fā)出一項(xiàng)新的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，能夠讓W(xué)iFi網(wǎng)絡(luò)每秒傳輸相當(dāng)于66張DVD存儲(chǔ)量的數(shù)據(jù)。他們采取的方式是利用螺旋形無線電波，能夠在同一帶寬內(nèi)傳輸多個(gè)信號。

無線電的帶寬是有限的，同時(shí)也是一個(gè)昂貴的資源。美國電信業(yè)巨頭Verizon和AT&T因使用無線電頻段支付的費(fèi)用高達(dá)36億美元和16億美元。在英國，政府與主要電信運(yùn)營商簽署的無線電頻段合約金額也達(dá)到數(shù)百萬美元。

瑞典空間物理研究所的研究員法布里齊奧-坦布里尼表示，通過將無線電波扭曲，可以在同一頻段傳輸多個(gè)信號，讓一個(gè)給定的固定帶寬擁有數(shù)量近乎無限的信道。在采取這種方式傳輸無線電數(shù)據(jù)時(shí)，天線傳輸?shù)臒o線電波呈螺絲錐形，好似一個(gè)旋渦，每一個(gè)的旋轉(zhuǎn)角度不同，允許攜帶獨(dú)立的信號。

在威尼斯，空間物理研究所的科學(xué)家對他們研發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行了測試，向不同的接收器傳輸兩組信號，一組旋轉(zhuǎn)，另一組不發(fā)生旋轉(zhuǎn)。兩組信號的頻率均為2.4GHz，與絕大多數(shù)現(xiàn)代WiFi路由器相同，傳輸距離為442米。研究小組指出，旋轉(zhuǎn)的信號強(qiáng)度稍弱于正常信號，但這并不是什么大問題。

美國南加州大學(xué)的研究人員與美國宇航局的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室和特拉維夫大學(xué)合作，進(jìn)行了類似實(shí)驗(yàn)。這支研究小組使用的是2組光束，一組4條，每條旋轉(zhuǎn)角度不同。8條光束纏繞在一起，傳輸給一個(gè)接收器而后分解。借助于這種方式，每秒可傳輸2.5TB數(shù)據(jù)。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的傳輸距離只有1米，研究小組領(lǐng)導(dǎo)人亞力克斯-韋爾納教授表示他們的下一步工作是利用光纜傳輸這種信號。他說：“大氣層中的湍流是我們遭遇的挑戰(zhàn)之一。如果是在不到1公里的距離內(nèi)傳輸大量數(shù)據(jù)，這無疑是一種非常吸引人的方式。當(dāng)然，這種方式也可用于衛(wèi)星之間的遠(yuǎn)距離通訊，因?yàn)樘罩胁⒉淮嬖谕牧鲉栴}?！卑腿_納光子學(xué)研究所的胡安-托萊斯表示：“這些研究開啟了電信歷史的新篇章。它們進(jìn)一步挖掘了以太網(wǎng)OAM技術(shù)的潛力，大幅提高了數(shù)據(jù)傳輸能力?！保ㄉ颍?/p>

多國科學(xué)家攜手繪制人類多態(tài)性基因圖譜

目前，包括中國在內(nèi)的多國科學(xué)家正在攜手繪制一組特殊的圖卷，它們中的每一張都由23對染色體，約30億個(gè)DNA堿基對組成，卻各有異同，這就是迄今為止世界上最詳盡的人類基因多態(tài)性圖譜。

通過解讀這一圖譜，人們可以更加深入地了解人類自身生老病死的奧秘，為未來解決艾滋病、癌癥等不治之癥和其他疑難雜癥找到理論基礎(chǔ)和科研依據(jù)，并為未來的個(gè)體化醫(yī)學(xué)奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

“千人基因組計(jì)劃”由中國深圳華大基因研究院、美國國立人類基因組研究所、英國桑格研究所等機(jī)構(gòu)2008年發(fā)起，多國共同參與。這是繼人類基因組計(jì)劃之后，世界各國科學(xué)家在基因和遺傳學(xué)領(lǐng)域的又一重大的科學(xué)合作。這一計(jì)劃在全球選擇2500名不同人種、不同民族的研究對象，通過海量數(shù)據(jù)精確定位已發(fā)現(xiàn)的遺傳風(fēng)險(xiǎn)因子、挖掘出更多未知的致病遺傳因子，為人類健康造福。

為破譯人類遺傳信息，美國、英國、法國、德國、日本和中國的科學(xué)家1995年正式啟動(dòng)了人類基因組計(jì)劃。這一預(yù)算高達(dá)30億美元的研究計(jì)劃歷時(shí)10余年，最終通過測序完成了人類染色體中所包含的30億個(gè)堿基對組成的核苷酸序列的全部草圖，解開了人體10萬個(gè)基因密碼，并繪制出了人類首張基因譜圖。

作為這一計(jì)劃的延伸，“千人基因組計(jì)劃”試圖通過前所未有的大樣本量，研究人群罕見變異的表達(dá)圖譜，從而定位、發(fā)現(xiàn)和分析致病遺傳因子，并直接用于醫(yī)學(xué)研究和疾病預(yù)防和治療。

據(jù)了解，和人類基因組計(jì)劃一樣，“千人基因組計(jì)劃”產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和研究成果將通過公共數(shù)據(jù)庫發(fā)布，供全球科學(xué)家免費(fèi)共享。幫助科學(xué)家更快地鎖定與疾病相關(guān)的基因變異點(diǎn)，用最快的速度、最短的路徑找到常見疾病的診斷、治療和預(yù)防新策略。（張）

科學(xué)家首次捕捉到單個(gè)原子的影子

據(jù)報(bào)道，澳大利亞格里菲斯大學(xué)（Griffith University）的研究人員日前首次拍攝到了單個(gè)原子的影子圖像，這是一項(xiàng)國際性的科學(xué)突破。

澳大利亞布里斯班格里菲斯大學(xué)量子動(dòng)力學(xué)中心的戴夫·科歐彬斯科（Dave Kielpinski）教授說：“我們已經(jīng)達(dá)到了顯微鏡使用的極限，在可見光下，你不能看到比原子更小的物體了。我們希望探討需要幾個(gè)原子才能形成一個(gè)影子，我們證明了它只需要一個(gè)?！?/p>

捕捉到單個(gè)原子的影子圖像是科歐彬斯科領(lǐng)導(dǎo)的研究小組在過去5年里努力研究的成果。該研究小組利用一個(gè)超高分辨率的顯微鏡觀察，這使得影子足夠黑暗，可以被看出。這個(gè)原子在一個(gè)內(nèi)室被孤立，被電動(dòng)力牽制在自由空間?？茪W彬斯科教授和他的同事們捕捉到了元素鐿（ytterbium）的單個(gè)原子離子，并將它們暴露在特定頻率的光下。在光的照射下，原子的影子投射到一個(gè)檢測器上，數(shù)碼相機(jī)然后捕捉到了圖像。科歐彬斯科教授說：“通過使用超高分辨率顯微鏡，我們能夠把圖像集中到一個(gè)更小的區(qū)域，產(chǎn)生較暗的圖像，使圖像更容易被看到?！痹谶@個(gè)過程中所涉及的精度幾乎是超乎想象的。他說：“如果我們改變照射在原子上的光的頻率的十億分之一，我們就會(huì)看不到圖像?！?/p>

該研究小組成員埃里克·斯爵德博士（Dr Erik Streed）說：“這些研究結(jié)果的影響是深遠(yuǎn)的。這些實(shí)驗(yàn)有助于確認(rèn)我們對原子物理學(xué)的了解，對量子計(jì)算可能有用。對生物顯微鏡也有潛在的好處，因?yàn)槲覀兡軌蝾A(yù)測單個(gè)原子的黑暗程度，以及在形成一個(gè)影子時(shí)應(yīng)該吸收多少光，我們可以通過物理學(xué)測量顯微鏡是否實(shí)現(xiàn)了最大對比度。如果你想看非常小和脆弱的生物樣品，如DNA鏈，這一發(fā)現(xiàn)非常重要，因?yàn)榻佑|過多的紫外線或X射線會(huì)損害這種材料。我們現(xiàn)在可以預(yù)測在最佳顯微條件下，觀察細(xì)胞內(nèi)的過程需要多少光線，而不需要損害它們。”（梁）

美中新合作研發(fā)出超薄電子貼片

美國、中國、新加坡的國際研究小組日前在美國專業(yè)雜志《科學(xué)》上發(fā)表了研究成果稱，研發(fā)出了貼在皮膚僅有紋身感覺的貼片，它是一項(xiàng)給從醫(yī)療到計(jì)算機(jī)游戲領(lǐng)域、最終到間諜活動(dòng)帶來重大變革的微電子技術(shù)。

厚度不到50微米、比一根發(fā)絲都薄的貼片“表皮電子系統(tǒng)”（epidermal electronic system、EES）具備與皮膚相同的柔軟度、重量接近零。貼到皮膚上就能夠無線監(jiān)視該人的大腦、心臟、肌肉組織的活動(dòng)，再不用安裝過去那種厚厚的電極。貼到喉頭上就可以操作聲控式計(jì)算機(jī)游戲，精度達(dá)到90%以上。

雖不使用漿糊、粘性物質(zhì)，而利用分子與分子間結(jié)合的范德華力，能夠長時(shí)間一直貼在皮膚上。消耗電力也很少，搭載極小的太陽電池或獲取活躍在四周的電磁波就能工作。

參與研發(fā)的美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校的約翰·羅格斯教授（材料工學(xué)）說，“這是一項(xiàng)電子工學(xué)和生物學(xué)融合的技術(shù)?！?/p>

這項(xiàng)技術(shù)蘊(yùn)藏著很多用途，如可以用來輔助喉頭疾患患者發(fā)聲、想說私密時(shí)不出聲就可交流的儀器上，還可以用于睡眠呼吸暫停綜合癥患者、需要治療的新生兒，還可以期待在治療受傷、燙傷上發(fā)揮電子創(chuàng)可貼的作用。羅格斯教授說：“最終目的是想研制出貼到皮膚也感覺不到、和皮膚融為一體的產(chǎn)品。”（武）