Компьютерра - Журнал "Компьютерра" №705

Канадские ученые обратили внимание на то, что, как правило, квантовые компьютеры содержат несколько (в перспективе много) одинаковых кубит, то есть система обладает определенным набором симметрий. А это значит, что симметричными должны быть и свойства шума и для его описания можно использовать меньше параметров. Так родилась идея симметризации, позволяющая заменить проверку на полном наборе начальных состояний проверкой реакции квантового компьютера только на определенный набор входных данных. Например, в случае компьютера из трех кубит достаточно измерить вероятности того, что ни один или ни два кубита "не испортились" в процессе вычислений. Измерения проводятся несколько раз, пока измеренные вероятности ошибок не достигнут необходимой точности. Число таких измерений медленно, как полином, растет с увеличением числа кубит, то есть методика применима даже для больших квантовых систем.

Предложенная процедура была экспериментально проверена на системе из трех кубит квантовой памяти, реализованной с помощью технологии ядерного магнитного резонанса. Подобные измерения можно проводить с любыми типами квантовых вычислительных устройств. Предложенный канадцами метод произвел большое впечатление на специалистов, получивших мощный инструмент для отладки и сравнения квантовых компьютеров. Следующим, по-видимому, станет ионный квантовый компьютер из восьми кубит, собранный в Инсбрукском университете (Австрия). ГА

Новый рекорд разрешения для электронного микроскопа установила команда специалистов из США и Германии. Потребовалось три года напряженной работы, прежде чем просвечивающий сканирующий электронный микроскоп с коррекцией аберраций добрался до пяти сотых нанометра с предыдущих семи.

В просвечивающем электронном микроскопе (TEM) пучок электронов в вакууме фокусируется на тонком образце, а набор детекторов регистрирует порождаемые при их взаимодействии электроны и рентгеновское излучение. Если пучок сделать достаточно узким и добавить устройство для перемещения образца, то такой микроскоп можно превратить в сканирующий. Высокого разрешения этим приборам мешают добиться сферические и хроматические аберрации - искажения, которые очень похожи на аберрации в оптике. Они возникают из-за того, что пролетающие на разном расстоянии от оси микроскопа электроны фокусируются в разных точках оси, а хроматические аберрации обусловлены разбросом в скорости полета электронов. И если в оптике с подобными искажениями научились бороться давно, вплотную подойдя к дифракционному пределу разрешения микроскопов в половину длины волны, то в электронной микроскопии все гораздо сложнее. Дело в том, что создаваемые внешними полями электронные линзы с цилиндрической симметрией принципиально не могут избавиться от этих аберраций. К тому же очень трудно обеспечить и одинаковую скорость движения электронов. Поэтому обычное разрешение электронного микроскопа отличается примерно в сто раз от длины волны электрона.

Для исправления сферических и хроматических аберраций в электронных микроскопах приходится отказываться от цилиндрической симметрии полей и применять для коррекции поля с очень сложной геометрией, создаваемые квадруполями, гексаполями и более изощренными системами. Но сложные поля трудно поддерживать с нужной точностью, и в них повышается вероятность развития всевозможных электронных и электромеханических неустойчивостей. Вот почему каждый новый шаг в повышении разрешения электронных микроскопов дается со все большим трудом. А эти приборы часто нечем заменить, поскольку популярные сканирующие туннельные и атомно-силовые микроскопы не могут заглянуть под поверхность образца; есть существенные ограничения и у других методов микроскопии.

"Рекордная" установка была создана на базе серийно выпускаемого самого мощного электронного микроскопа Titan фирмы FEI. К нему, при поддержке исследователей из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли, была добавлена система исправления аберраций немецкой компании CEOS. Теперь ученые могут разглядеть каждый отдельный атом и достаточно точно измерить расстояние между ними. ГА

Любопытную технологию, которая, быть может, позволит компьютерам легко "считывать" наши мысли и чувства, разрабатывают сегодня в американском Университете Тафта. Если проект окажется успешным, то достаточно будет надеть на голову недорогой шлем с инфракрасными светодиодами и фотоприемниками, чтобы наладить неформальный диалог с машиной.

Новую технологию чтения мыслей и чувств называют функциональной спектроскопией в ближней инфракрасной области (fNIRS). Она работает примерно так же, как и хорошо себя зарекомендовавшая функциональная магнитно-резонансная томография (fMRI). Этот метод позволяет по изменению количества кислорода в гемоглобине крови судить о возбуждении или покое нейронов тех или иных областей головного мозга. Отличие в том, что в новом методе не нужен сложный и дорогой томограф. Наши ткани полупрозрачны для инфракрасного излучения, но определенные длины волн хорошо поглощаются гемоглобином. Слабый свет инфракрасных светодиодов шлема проникает на несколько сантиметров в мозг и там поглощается и рассеивается. Регистрируя это излучение, можно определить, в какой области мозга нейроны в данный момент возбуждены. Остается только обучить компьютер правильно реагировать на те или иные возбуждения.

В первых простейших экспериментах добровольцам давали задания разной степени сложности и по измеренному возбуждению мозга судили, насколько трудны они были для выполнения. Результаты измерений совпали с опросом испытуемых в 83 процентах случаев. Теперь можно попытаться смоделировать и более сложные ситуации, особенно если воспользоваться данными о специализации различных областей мозга, полученными с помощью ЯМР-томографов.

Разумеется, рассчитывать на то, что соединенный с таким шлемом компьютер действительно научится читать мысли и предугадывать желания, пока не приходится. Но и уже доказанная способность прибора определять трудность задания может оказаться полезной во многих ситуациях, например при оценке состояния операторов и диспетчеров. ГА

Галактион Андреев

Олег Буйлов

Александр Бумагин

Владимир Головин

Евгений Гордеев

Артем Захаров

Евгений Золотов

Сергей Кириенко

Денис Коновальчик

Игорь Куксов

Алексей Носов

Павел Протасов

Иван Прохоров

Дмитрий Шабанов

Микрофишки

Как и грозилась Apple, очередной апдейт прошивки iPhone под номером 1.1.1 превратил многие разлоченные гаджеты в "кирпичи". В ответ компания подверглась резкой критике за совмещение в одном комплекте патчей безопасности и функциональных изменений. Эксперты Gartner считают, что наученные горьким опытом пользователи теперь будут обходить обновления стороной, что отрицательно скажется на процессе латания дыр в будущем. НЯ

Открыть сайт, ввести данные в форму, прошерстить полученный результат - и так изо дня в день… Как часто работа с Сетью превращается в рутину! Конечно, почтовые рассылки и RSS-ленты облегчают задачу, но назрела необходимость и в более унифицированном решении. А ведь в мире ПО уже давно придумали способ автоматизировать однотипные операции с помощью небольших макросов. IBM, в последнее время щедро снабжающая пользователей бесплатными инструментами, представила сервис CoScripter, который добавляет в браузер возможность создания несложных сценариев.

Разработка инструкций не требует навыков программирования, команды записываются вслед за действиями юзера на веб-странице. Клиентская часть CoScripter оформлена в виде плагина для Firefox и доступна для скачивания после регистрации на официальной страничке проекта (services.alphaworks.ibm.com/coscripter). Завести аккаунт необходимо хотя бы потому, что готовые сценарии хранятся на удаленном wiki-сервере. Что, кстати, позволяет брать за основу уже созданные сообществом пользователей алгоритмы. АЗ

Успех виртуального мира Second Life не назовешь окончательным без популярных онлайн-сервисов вроде Fickr, Amazon, Facebook и eBay. Так решили в компании View22 Technology, специализирующейся на 3D-моделировании, и создали веб-службу SceneCaster.

Работающий пока в тестовом режиме сайт после процедуры регистрации предлагает пользователю создать свою "сцену" - например, трехмерную комнату или опушку леса. Далее, по всем законам онлайн-сервисного жанра, следует оснастить ее тегами, подружиться с другими юзерами, оценить их сцены… Казалось бы, все просто: мало пользователям обмениваться дневниковыми записями, подкастами и картинками, вот им, творческим, новая забава - 3D конструировать. Гибрид Sims и Second Life рассчитывает собрать под своим трехмерным крылом гигантов Web 2.0 и создать уникальный мир интегрированных сервисов. Такие планы были оглашены командой View22 на конференции DEMOfall ‘07.