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美國研制出超越現(xiàn)有機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)的全新憶阻器

美國密歇根大學(xué)的研究人員研發(fā)出一種全新的憶阻器陣列芯片，其處理圖片和視頻等復(fù)雜數(shù)據(jù)的速度和能效超過了現(xiàn)有最先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

憶阻器是一種新型電子器件，能夠通過調(diào)整內(nèi)部的原子分布，同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和信號(hào)處理功能，可低能耗、高效率地并行實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)里最基本的矩陣運(yùn)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(shí)現(xiàn)了“稀疏編碼”算法。“稀疏編碼”是一種無監(jiān)督學(xué)習(xí)方法，可通過芯片上神經(jīng)元之間的競爭更有效地找出隱含在輸入數(shù)據(jù)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與模式。在測試中，該憶阻器陣列經(jīng)過“學(xué)習(xí)培訓(xùn)”后，僅利用很少的神經(jīng)元就成功從一些名畫和照片中找出了關(guān)鍵特征。

該新型憶阻器可直接集成到現(xiàn)有傳感器和攝像系統(tǒng)，實(shí)時(shí)處理和分析視頻數(shù)據(jù)，還可以通過大規(guī)模集成實(shí)現(xiàn)超級計(jì)算機(jī)功能。(侯 茜)

我國首次實(shí)現(xiàn)反事實(shí)直接量子通信

中國科學(xué)院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和清華大學(xué)等單位的研究人員合作，在國際上首次在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了反事實(shí)直接量子通信，并在實(shí)驗(yàn)中演示了圖像的反事實(shí)傳輸。

以往經(jīng)驗(yàn)顯示，任何信息的傳輸都需要通過實(shí)物載體。然而，國際著名量子光學(xué)專家提出的反事實(shí)直接量子通信方案表明，即使通信雙方之間沒有實(shí)物粒子的交換，也能夠?qū)崿F(xiàn)信息的傳遞。這里“反”的就是人們?nèi)粘Ｉ钪行纬傻闹庇^認(rèn)識(shí)。

反事實(shí)直接量子通信本質(zhì)上是光的“波粒二象性”的集中體現(xiàn)。其物理實(shí)現(xiàn)，最核心的結(jié)構(gòu)是嵌套、級聯(lián)的干涉儀。研究人員通過深入分析，實(shí)現(xiàn)了反事實(shí)直接量子通信。一方面，研究人員通過使用可預(yù)報(bào)單光子源和后選擇，在較少的干涉儀數(shù)目下得到了完全的反事實(shí)性；另一方面，研究人員用被動(dòng)篩選光子到達(dá)時(shí)間的策略，以及先進(jìn)的相位穩(wěn)定技術(shù)，首次制造出了復(fù)雜的嵌套、級聯(lián)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(dá)87%。該方案還可以進(jìn)一步拓展用于無相互作用成像等領(lǐng)域。

該項(xiàng)研究工作是量子通信領(lǐng)域的全新嘗試，推進(jìn)了人們對量子通信本質(zhì)的探索，加深了人們對量子力學(xué)的理解。 (中 科)

我國自旋量子相干調(diào)控研究獲進(jìn)展

中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院量子信息技術(shù)研究中心與北京計(jì)算科學(xué)研究中心合作，在自旋量子相干調(diào)控研究方面取得了新的進(jìn)展。

據(jù)悉，量子自旋是實(shí)現(xiàn)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(gòu)建量子比特的最佳選擇。由于量子自旋系統(tǒng)具有退相干時(shí)間長、可擴(kuò)展性好等優(yōu)勢，其在實(shí)現(xiàn)量子信息處理方面表現(xiàn)出了諸多優(yōu)越性。通常，多個(gè)自旋量子態(tài)的相干調(diào)控可通過自旋交換作用來實(shí)現(xiàn)，也就是π脈沖技術(shù)，該技術(shù)的缺點(diǎn)是需要精確控制交換相互作用，來自環(huán)境的微弱擾動(dòng)都會(huì)嚴(yán)重破壞量子相干調(diào)控的保真度?；谠摷夹g(shù)，Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（產(chǎn)生于自旋軌道的相互作用）被認(rèn)為是不利于量子相干調(diào)控的因素。然而，研究人員最新發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Dzyaloshinskii-Moriya相互作用滿足一定條件時(shí)，不僅不會(huì)破壞自旋量子態(tài)的相干調(diào)控，還能大大提高量子相干調(diào)控的保真度。

該項(xiàng)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(chǎn)生的誤差，并提高量子邏輯門的抗噪能力。 (重慶院)

美國實(shí)現(xiàn)1nm制程工藝 突破半導(dǎo)體工藝極限

美國能源部（DOE）下屬布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)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(shè)備，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。

布魯克海文國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員摒棄了傳統(tǒng)的光刻印刷技術(shù)，創(chuàng)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(dá)到了可以操縱單個(gè)原子的水平。采用該技術(shù)可以顯著改變材料的性能，使材料從導(dǎo)電變成光傳輸，并能夠在這兩種狀態(tài)下進(jìn)行交互。

該項(xiàng)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(shí)現(xiàn)1萬億個(gè)特征點(diǎn)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(shí)現(xiàn)了2nm分辨率。(美 國)

俄羅斯研究人員研制出程序代碼錯(cuò)誤檢測器

俄羅斯科學(xué)院系統(tǒng)編程研究所的研究人員開發(fā)出一款C＃語言程序靜態(tài)分析平臺(tái)軟件——SharpChecker，可用于查找程序代碼中的錯(cuò)誤。

程序代碼由人編寫，即使水平再高的專家也會(huì)出錯(cuò)，因此，在開發(fā)安全軟件時(shí)使用代碼分析工具很有必要。此外，由數(shù)百萬行代碼組成的軟件系統(tǒng)無法通過手工檢查是否存在資料的存儲(chǔ)流失、解除空值、屬性使用不當(dāng)、操作平行重復(fù)等各種錯(cuò)誤。SharpChecker可以部分地彌補(bǔ)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(cuò)誤的同時(shí)，輔助編寫工作。

據(jù)悉，SharpChecker作為軟件分析工具，能夠糾正早期出現(xiàn)的錯(cuò)誤，顯著降低軟件研發(fā)總成本，高效完成研制工作。 (科技部)

我國在柔性應(yīng)變傳感器研究方面取得進(jìn)展

中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所的研究人員在柔性應(yīng)變傳感器制備及其力敏特性研究方面取得新進(jìn)展。

據(jù)介紹，聚苯胺（PANI）是一種導(dǎo)電高分子材料，經(jīng)質(zhì)子酸摻雜后的電導(dǎo)率處于金屬與半導(dǎo)體之間，且其電導(dǎo)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(jié)合，有望達(dá)到應(yīng)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(dǎo)電層、PDMS為彈性層制備了PANI/PDMS復(fù)合薄膜柔性應(yīng)變傳感器，并對該傳感器的性能進(jìn)行了測試研究。測試結(jié)果表明，PANI/PDMS復(fù)合薄膜傳感器具備一定的柔性，可以拉伸至50%的應(yīng)變量，靈敏度值最高可達(dá)54，遠(yuǎn)高于其它材料構(gòu)筑的柔性應(yīng)變傳感器，同時(shí)，其具備優(yōu)秀的循環(huán)穩(wěn)定性，在監(jiān)測人體活動(dòng)方面具有潛在應(yīng)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(xué)開發(fā)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(dǎo)電性凝膠制成的，其硅膠層可檢測到滑動(dòng)、敲擊等不同類型的觸摸，還可以拉伸、折疊或彎曲。

據(jù)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(jià)低廉，易于規(guī)?；a(chǎn)，每平方米的成本僅數(shù)美元；其延展性強(qiáng)，適用于房間內(nèi)壁的任何表面或可穿戴設(shè)備，亦可作為機(jī)器人的“皮膚”，使機(jī)器人檢測到人類的存在；此外，其足夠“柔軟”，可使人-機(jī)交互環(huán)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(jī)大小放進(jìn)衣服口袋，或者使人造皮膚感知身體活動(dòng)和生命體征。 (科技部)

國內(nèi)首個(gè)80nm自旋轉(zhuǎn)移矩—磁隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片器件制備成功

北京航空航天大學(xué)與中國科學(xué)院微電子研究所的研究人員聯(lián)合制備出了國內(nèi)首個(gè)80nm自旋轉(zhuǎn)移矩—磁隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片（STTMRAM）器件。

據(jù)介紹，STT-MRAM是一種極具應(yīng)用潛力的新型存儲(chǔ)器解決方案，由于采用了大量的新材料、新結(jié)構(gòu)，加工制備難度極大。當(dāng)前，

美國、韓國、日本在該項(xiàng)技術(shù)上全面領(lǐng)先，很有可能在繼硬盤及閃存等存儲(chǔ)芯片之后再次形成對我國的技術(shù)壟斷。

中科院與北京航空航天大學(xué)的研究人員合作，經(jīng)過3年攻關(guān)，在STT-MRAM關(guān)鍵工藝技術(shù)研究中實(shí)現(xiàn)了重要突破，在國內(nèi)首次采用可兼容傳統(tǒng)CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)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(jié)，器件性能良好，其中，器件核心參數(shù)包括隧穿磁阻效應(yīng)達(dá)到92%，可實(shí)現(xiàn)純電流翻轉(zhuǎn)，且電流密度達(dá)到國際領(lǐng)先水平。此外，該項(xiàng)研究成果具備向產(chǎn)品化、產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)移應(yīng)用的條件，將推動(dòng)我國存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的技術(shù)突破與發(fā)展。 (北 航)

我國基于光子和超導(dǎo)體系的量子計(jì)算機(jī)研究取得突破

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究人員在基于光子和超導(dǎo)體系的量子計(jì)算機(jī)研究方面取得了突破：成功構(gòu)建了世界上首臺(tái)計(jì)算速度超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的多光子量子計(jì)算機(jī)；實(shí)現(xiàn)了10個(gè)超導(dǎo)量子比特的高精度操縱，打破了此前美國保持的紀(jì)錄。

研究人員利用我國自主研發(fā)的高品質(zhì)量子點(diǎn)單光子源構(gòu)建了世界首臺(tái)性能能夠超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的單光子量子計(jì)算機(jī)，并在光量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)上運(yùn)行了一些量子算法，經(jīng)測算，其運(yùn)算速度比此前類似實(shí)驗(yàn)快24000多倍，比人類歷史上首臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)和首臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度快10～100倍。這標(biāo)志著我國研究人員已能夠構(gòu)建出基于量子的計(jì)算機(jī)，并與經(jīng)典計(jì)算機(jī)同臺(tái)競賽了。

除光量子計(jì)算研究取得突破外，研究人員在基于超導(dǎo)體系的量子計(jì)算研究中也取得了重大成果，實(shí)現(xiàn)了10個(gè)超導(dǎo)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(shí)現(xiàn)的9個(gè)超導(dǎo)量子比特的高精度操縱紀(jì)錄。

要使量子計(jì)算機(jī)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(tài)，即量子糾纏。按照計(jì)劃，研究人員將在2017年年底分別實(shí)現(xiàn)20個(gè)光量子比特和20個(gè)超導(dǎo)量子比特的操縱。隨著可操縱粒子數(shù)的增加，量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力將呈指數(shù)增長，將為經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法解決的大規(guī)模計(jì)算難題提供有效的解決方案。 (新 華)

中科院發(fā)布“金剛”惡意軟件智能分析系統(tǒng)

中國科學(xué)院軟件研究所研制的“金剛”惡意軟件智能分析系統(tǒng)正式發(fā)布。該系統(tǒng)主要針對網(wǎng)絡(luò)空間中的有組織攻擊——高可持續(xù)性威脅（即APT攻擊），通過捕捉軟件運(yùn)行過程中的細(xì)微異常識(shí)別攻擊行為，從而阻擊網(wǎng)絡(luò)攻擊。

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

“金剛”惡意軟件智能分析系統(tǒng)作為一套細(xì)粒度、高透明的惡意軟件動(dòng)態(tài)檢測系統(tǒng)，在軟件運(yùn)行過程分析、程序異?？刂屏髯R(shí)別等多個(gè)方面均取得了突破，可通過探究程序運(yùn)行中的細(xì)微異常，發(fā)現(xiàn)程序的“不軌”行為，有效提升網(wǎng)絡(luò)空間中對惡意軟件的防范能力。 (軟 件)