電子信息

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美國研制出超越現有機器學習系統的全新憶阻器

美國密歇根大學的研究人員研發出一種全新的憶阻器陣列芯片，其處理圖片和視頻等復雜數據的速度和能效超過了現有最先進的機器學習系統。

憶阻器是一種新型電子器件，能夠通過調整內部的原子分布，同時實現數據存儲和信號處理功能，可低能耗、高效率地并行實現機器學習里最基本的矩陣運算。研究人員此次制備的是32×32憶阻器陣列，并用該憶阻器陣列實現了“稀疏編碼”算法?！跋∈杈幋a”是一種無監督學習方法，可通過芯片上神經元之間的競爭更有效地找出隱含在輸入數據內部的結構與模式。在測試中，該憶阻器陣列經過“學習培訓”后，僅利用很少的神經元就成功從一些名畫和照片中找出了關鍵特征。

該新型憶阻器可直接集成到現有傳感器和攝像系統，實時處理和分析視頻數據，還可以通過大規模集成實現超級計算機功能。(侯 茜)

我國首次實現反事實直接量子通信

中國科學院、中國科學技術大學和清華大學等單位的研究人員合作，在國際上首次在實驗中實現了反事實直接量子通信，并在實驗中演示了圖像的反事實傳輸。

以往經驗顯示，任何信息的傳輸都需要通過實物載體。然而，國際著名量子光學專家提出的反事實直接量子通信方案表明，即使通信雙方之間沒有實物粒子的交換，也能夠實現信息的傳遞。這里“反”的就是人們日常生活中形成的直觀認識。

反事實直接量子通信本質上是光的“波粒二象性”的集中體現。其物理實現，最核心的結構是嵌套、級聯的干涉儀。研究人員通過深入分析，實現了反事實直接量子通信。一方面，研究人員通過使用可預報單光子源和后選擇，在較少的干涉儀數目下得到了完全的反事實性；另一方面，研究人員用被動篩選光子到達時間的策略，以及先進的相位穩定技術，首次制造出了復雜的嵌套、級聯單光子干涉儀，并成功傳輸了一張100×100像素的圖片，傳輸正確率達87%。該方案還可以進一步拓展用于無相互作用成像等領域。

該項研究工作是量子通信領域的全新嘗試，推進了人們對量子通信本質的探索，加深了人們對量子力學的理解。 (中 科)

我國自旋量子相干調控研究獲進展

中國科學院重慶綠色智能技術研究院量子信息技術研究中心與北京計算科學研究中心合作，在自旋量子相干調控研究方面取得了新的進展。

據悉，量子自旋是實現量子信息處理的重要物理體系，量子自旋的本征特性使其成為構建量子比特的最佳選擇。由于量子自旋系統具有退相干時間長、可擴展性好等優勢，其在實現量子信息處理方面表現出了諸多優越性。通常，多個自旋量子態的相干調控可通過自旋交換作用來實現，也就是π脈沖技術，該技術的缺點是需要精確控制交換相互作用，來自環境的微弱擾動都會嚴重破壞量子相干調控的保真度。基于該技術，Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（產生于自旋軌道的相互作用）被認為是不利于量子相干調控的因素。然而，研究人員最新發現，當Dzyaloshinskii-Moriya相互作用滿足一定條件時，不僅不會破壞自旋量子態的相干調控，還能大大提高量子相干調控的保真度。

該項研究成果可改善量子信息處理中量子邏輯門的有效操作，減小操作過程中產生的誤差，并提高量子邏輯門的抗噪能力。 (重慶院)

美國實現1nm制程工藝 突破半導體工藝極限

美國能源部（DOE）下屬布魯克海文國家實驗室的研究人員采用電子束印刷工藝，成功制造出了尺寸僅1nm的印刷設備，創造了新的世界紀錄。

布魯克海文國家實驗室的研究人員摒棄了傳統的光刻印刷技術，創造性地使用電子顯微鏡，制造出了比普通電子束印刷（EBL）工藝所能做出的尺寸更小的電子敏感性材料，在聚焦電子束的作用下，達到了可以操縱單個原子的水平。采用該技術可以顯著改變材料的性能，使材料從導電變成光傳輸，并能夠在這兩種狀態下進行交互。

該項研究成果是在DOE下屬功能納米材料中心完成的，1nm印刷使用的是掃描透射電子顯微鏡（STEM），被隔開11nm，每平方毫米可實現1萬億個特征點密度。此外，研究人員還通過偏差修正STEM，在5nm半柵極和氫氧硅酸鹽類抗蝕劑下實現了2nm分辨率。(美 國)

俄羅斯研究人員研制出程序代碼錯誤檢測器

俄羅斯科學院系統編程研究所的研究人員開發出一款C＃語言程序靜態分析平臺軟件——SharpChecker，可用于查找程序代碼中的錯誤。

程序代碼由人編寫，即使水平再高的專家也會出錯，因此，在開發安全軟件時使用代碼分析工具很有必要。此外，由數百萬行代碼組成的軟件系統無法通過手工檢查是否存在資料的存儲流失、解除空值、屬性使用不當、操作平行重復等各種錯誤。SharpChecker可以部分地彌補人工缺陷。該軟件不僅包括代碼分析器，還包含用于軟件研制的輔助工具，可在幫助程序員糾正代碼編寫錯誤的同時，輔助編寫工作。

據悉，SharpChecker作為軟件分析工具，能夠糾正早期出現的錯誤，顯著降低軟件研發總成本，高效完成研制工作。 (科技部)

我國在柔性應變傳感器研究方面取得進展

中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所的研究人員在柔性應變傳感器制備及其力敏特性研究方面取得新進展。

據介紹，聚苯胺（PANI）是一種導電高分子材料，經質子酸摻雜后的電導率處于金屬與半導體之間，且其電導率可隨酸摻雜濃度的變化而改變，因此，將PANI與彈性材料聚二甲基硅氧烷（PDMS）結合，有望達到應變傳感器對低電阻、高靈敏度的要求?；诖耍锌圃旱难芯咳藛T以PANI為導電層、PDMS為彈性層制備了PANI/PDMS復合薄膜柔性應變傳感器，并對該傳感器的性能進行了測試研究。測試結果表明，PANI/PDMS復合薄膜傳感器具備一定的柔性，可以拉伸至50%的應變量，靈敏度值最高可達54，遠高于其它材料構筑的柔性應變傳感器，同時，其具備優秀的循環穩定性，在監測人體活動方面具有潛在應用前景。 (新 華)

新型柔性傳感器使折疊觸摸屏成為可能

加拿大不列顛哥倫比亞大學開發出一種新型柔性傳感器，可滿足未來折疊裝置對傳感器的要求。該傳感器是在硅膠層之間夾上一種高導電性凝膠制成的，其硅膠層可檢測到滑動、敲擊等不同類型的觸摸，還可以拉伸、折疊或彎曲。

據介紹，該傳感器集多種傳感器功能于一身，以凝膠和硅樹脂為原材料，原料易得、工藝簡單、造價低廉，易于規模化生產，每平方米的成本僅數美元；其延展性強，適用于房間內壁的任何表面或可穿戴設備，亦可作為機器人的“皮膚”，使機器人檢測到人類的存在；此外，其足夠“柔軟”，可使人-機交互環境更加安全。

采用該傳感器，未來有望將平板電腦折疊成手機大小放進衣服口袋，或者使人造皮膚感知身體活動和生命體征。 (科技部)

國內首個80nm自旋轉移矩—磁隨機存儲器芯片器件制備成功

北京航空航天大學與中國科學院微電子研究所的研究人員聯合制備出了國內首個80nm自旋轉移矩—磁隨機存儲器芯片（STTMRAM）器件。

據介紹，STT-MRAM是一種極具應用潛力的新型存儲器解決方案，由于采用了大量的新材料、新結構，加工制備難度極大。當前，

美國、韓國、日本在該項技術上全面領先，很有可能在繼硬盤及閃存等存儲芯片之后再次形成對我國的技術壟斷。

中科院與北京航空航天大學的研究人員合作，經過3年攻關，在STT-MRAM關鍵工藝技術研究中實現了重要突破，在國內首次采用可兼容傳統CMOS（互補金屬氧化物半導體）集成電路的工藝方法和流程，成功制備出了直徑80nm的磁隧道結，器件性能良好，其中，器件核心參數包括隧穿磁阻效應達到92%，可實現純電流翻轉，且電流密度達到國際領先水平。此外，該項研究成果具備向產品化、產業化轉移應用的條件，將推動我國存儲器產業的技術突破與發展。 (北 航)

我國基于光子和超導體系的量子計算機研究取得突破

中國科學技術大學的研究人員在基于光子和超導體系的量子計算機研究方面取得了突破：成功構建了世界上首臺計算速度超越早期經典計算機的多光子量子計算機；實現了10個超導量子比特的高精度操縱，打破了此前美國保持的紀錄。

研究人員利用我國自主研發的高品質量子點單光子源構建了世界首臺性能能夠超越早期經典計算機的單光子量子計算機，并在光量子計算機原型機上運行了一些量子算法，經測算，其運算速度比此前類似實驗快24000多倍，比人類歷史上首臺電子管計算機和首臺晶體管計算機的運行速度快10～100倍。這標志著我國研究人員已能夠構建出基于量子的計算機，并與經典計算機同臺競賽了。

除光量子計算研究取得突破外，研究人員在基于超導體系的量子計算研究中也取得了重大成果，實現了10個超導量子比特的高精度操縱，打破了此前美國谷歌公司、美國國家航天航空局等實現的9個超導量子比特的高精度操縱紀錄。

要使量子計算機很好地工作，要把所有的量子比特都耦合，然后測量量子耦合狀態，即量子糾纏。按照計劃，研究人員將在2017年年底分別實現20個光量子比特和20個超導量子比特的操縱。隨著可操縱粒子數的增加，量子計算機的計算能力將呈指數增長，將為經典計算機無法解決的大規模計算難題提供有效的解決方案。 (新 華)

中科院發布“金剛”惡意軟件智能分析系統

中國科學院軟件研究所研制的“金剛”惡意軟件智能分析系統正式發布。該系統主要針對網絡空間中的有組織攻擊——高可持續性威脅（即APT攻擊），通過捕捉軟件運行過程中的細微異常識別攻擊行為，從而阻擊網絡攻擊。

眾所周知，有組織的惡意攻擊與一般性攻擊最大的區別在于其會采用各種先進攻擊技術，通常利用未知漏洞（即0Day漏洞）、采用特種木馬進行攻擊。對于有組織攻擊的防御，由于攻擊者是一個“技術高手”，會掩蓋自己的“外貌特點”，如消除各種代碼特征；會利用一些“隱蔽通道”，如利用未公開的漏洞；甚至還會利用特殊手段檢查“是否有機關”，如檢測是否被調試或在虛擬環境中運行，所以，對其進行防御很難。

“金剛”惡意軟件智能分析系統作為一套細粒度、高透明的惡意軟件動態檢測系統，在軟件運行過程分析、程序異常控制流識別等多個方面均取得了突破，可通過探究程序運行中的細微異常，發現程序的“不軌”行為，有效提升網絡空間中對惡意軟件的防范能力。 (軟 件)