電子信息

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“可微分神經計算機”問世

位于英國倫敦的谷歌“深度思維”公司的研究人員開發(fā)出一種被稱為“可微分神經計算機”（Differentiable neural computer）的學習機器，其集神經網絡與計算機的優(yōu)點于一身，既能像神經網絡那樣學習，又能像計算機那樣處理復雜數據，是人工智能領域取得的一項重要研究成果。

傳統(tǒng)計算機可以處理復雜的數據形式，但需要手工編程來執(zhí)行這些任務。而人工神經網絡（ANN）能夠從信息角度對人腦神經元網絡進行抽象處理，建立某種簡單模型，并按照不同的連接方式組成不同的網絡，但其目前缺乏處理結構化數據所需的存儲架構。

“可微分神經計算機”能夠將神經網絡和外部存儲結構結合起來，前者可以通過示例或反復試驗進行學習，后者與傳統(tǒng)計算機內的隨機存取存儲器相似，因此，其既能夠學習，又能夠處理復雜數據。研究顯示，“可微分神經計算機”能夠理解圖形結構，如家譜圖或交通網絡。在實驗中，其能夠在沒有現成知識的情況下，規(guī)劃出最佳的倫敦地鐵線路，或根據符號語言所描述的目標來解決方塊拼圖問題。 (科 日)

首個電流激發(fā)光源的光量子電路問世

德國卡爾斯魯厄理工學院與波蘭、俄羅斯的研究人員合作，首次成功將一個完整的量子光學結構集成到芯片上，或將有助于實現光量子計算機在數據加密、大數據超快計算，以及高度復雜系統(tǒng)量子模擬等領域的應用。

碳納米管是光量子電路中小型光源的最佳選擇之一，用激光照射碳納米管，碳納米管會發(fā)出許多單光子。但由于現有芯片內均為電學組件，沒有額外的激光系統(tǒng)，這種激發(fā)碳納米管發(fā)出光子的激光技術很難集成到現有芯片上，因而限制了光量子計算機的發(fā)展。

研究人員利用流經碳納米管的電流刺激碳納米管發(fā)出單個光子，以碳納米管作為單光子源、探測器作為超導納米電線，將碳納米管和兩個探測器分別與納米光子波導相連，制成的光結構用液氦制冷后，能夠發(fā)出可以計數的單個光子。而且，該裝置還能夠集成到現有芯片上。據稱，這種光量子電路的問世是光量子計算機研究的一大進步，能夠利用電流刺激碳納米管發(fā)出單光子，克服了阻礙光量子計算機發(fā)展與應用的制約因素。 (KJ.1009)

我國網絡空間防御技術獲重大突破

由中國人民解放軍信息工程大學、復旦大學、浙江大學和中國科學院信息工程研究所等單位聯合承擔的國家“863計劃”重點項目研究成果“網絡空間擬態(tài)防御理論及核心方法”通過國家科學技術部授權上海市科學技術委員會組織的測試評估，測評結果與理論預期完全吻合。這標志著我國在網絡防御領域取得了重大理論和方法創(chuàng)新，將打破網絡空間“易攻難守”的戰(zhàn)略格局，改變網絡安全游戲規(guī)則。

擬態(tài)是指一種生物模擬另一種生物或環(huán)境的現象。2008年，中國工程院院士鄔江興從條紋章魚能模仿十幾種海洋生物的形態(tài)和行為中受到啟發(fā)，提出了研發(fā)擬態(tài)計算機的構想。在此基礎上，研究人員針對網絡空間不確定性威脅等重大安全問題，開展了基于擬態(tài)偽裝的主動防御理論研究并取得了重大突破，所提出的“動態(tài)異構冗余體制架構”能夠將基于未知漏洞后門的不確定性威脅或已知的未知風險轉變?yōu)闃O小概率事件。

經過為期6個月的驗證測試，最終發(fā)布的《擬態(tài)防御原理驗證系統(tǒng)測評意見》認為：擬態(tài)防御機制能夠獨立且有效地應對或抵御基于漏洞、后門等的已知風險或不確定性威脅。受測系統(tǒng)達到了擬態(tài)防御理論預期，并使利用“有毒帶菌”構件實現可管可控的信息系統(tǒng)成為可能，對基于“后門工程和隱匿漏洞”的“賣方市場”攻擊戰(zhàn)略具有顛覆性意義。 (W.XH)

美國利用激光束實現對50個中性原子的控制

美國麻省理工學院（MIT）、哈佛大學和加州理工學院的研究人員利用激光束制作出了一種“光學鑷子”，利用其將單個銣-87原子從原子云中取出并固定在特定位置，驗證了“麥克斯韋妖”機制，為量子計算的發(fā)展打下了基礎。

“麥克斯韋妖”是在物理學中假想的能夠探測并控制單個原子或分子運動的機制。如果能夠把大量量子單獨用量子圍欄“囚禁”起來，就可以將其作為量子比特，實現高速量子計算。為了捕獲單個中性原子，研究人員首先使用激光冷卻技術將一團銣-87原子云冷卻為溫度接近0K的超冷原子。然后，研究人員通過分光器引導不同的激光束，并精確控制激光束的數量和角度。之后，研究人員再將光束重新聚焦，使其形成焦點寬度僅為90nm的新光束。將這些焦點置于超冷原子云中，超冷原子就會被高強度激光場吸引而脫離原子云并“囚禁”在某個地方。當原子被“囚禁”在“光學鑷子”的明亮焦點時，會引起光的變化。使用電荷耦合器件（CCD）相機成像，研究人員可以分辨出“光學鑷子”是否“囚禁”有原子，然后基于這些原子的圖像，調控激光光束的角度，移動單個原子，形成不同的組態(tài)。

目前，研究人員已創(chuàng)造出了由50個原子構成的原子陣列，并操控其進入各種無缺陷形狀，其中的每個原子都能夠單獨控制，“囚禁”時間長達幾秒，誘導形成了量子門。該項研究實現了量子計算的新突破，使人類在實現量子計算的道路上邁出了重要一步。 (丁 宏)

中科院微電子所低功耗智能感知平臺研發(fā)獲重要進展

中國科學院微電子研究所智能感知研發(fā)中心的研究人員在低功耗智能感知平臺研發(fā)方面取得了多項突破性進展，成功研制出了極低功耗處理器芯片。

智能感知平臺包括通用電阻、電容、磁阻式傳感器調理電路、低功耗處理器、低功耗廣域網通信模塊等組件，可外掛目前主流的各種傳感器，完成感知層的數據分析、特征提取、數據壓縮和傳輸層的通信網絡協議，以及應用層的應用程序。低功耗處理器作為智能感知平臺的核心器件，對功耗提出了苛刻的要求。研究人員將近/亞閾值技術應用于此類芯片，同時綜合采用智能電源/時鐘管理技術、超低漏電電路設計技術，成功研發(fā)出了極低功耗處理器芯片，其性能及功耗指標達到國際先進水平。該芯片采用智能電源/時鐘管理技術，支持Active、Low Power Active、Idle、Standby、BackUp、Off等多種工作模式。為降低待機模式的漏電功耗，其采用了超低漏電存儲器、超低漏電邏輯設計等技術，并結合精細的電源及輸入/輸出（I/O）管理策略，最低漏電功耗僅25nA，達到當前極低功耗處理器芯片的領先水平。

該芯片能夠滿足工業(yè)計量、遠程控制、醫(yī)療電子、無線傳感等物聯網節(jié)點的應用需求，廣泛適用于工業(yè)自動化、便攜式設備、智能家居等領域。 (科苑)

日本開發(fā)出可有效屏蔽特定頻率電波的新技術

日本青山學院大學的研究人員發(fā)現，將十字型鋁質膠帶等間距地貼敷到石膏板上，調整其間距和大小，即可對某種特定頻率的電波進行阻擋，例如，在辦公室及公寓中，可以防止頻率為2.4GHz的無線寬帶信號從房間里泄漏，同時讓0.8GHz頻率的手機電話信號通過。

在住宅公寓及其它建筑物中，各個房間的無線寬帶相互混雜，存在被人盜用的風險。如果簡單地進行屏蔽，則電視、手機等信號也會被屏蔽，造成不便。在實驗中，研究人員將寬25mm、長45mm的金屬十字膠帶以約80mm的間距進行排列，鑒于隔墻為雙層結構，所以十字金屬膠帶也貼雙層，結果，90%以上的電波被成功屏蔽。

據悉，該項研究成果預計2年后實現規(guī)模化生產。 (科技部)