По вопросам рекламы и сотрудничества: info@navi-blog.ru

Новые разработки учёных. Химия вместо GPS?! «Химический компьютер” и др…

химия против GPS

Учёные из лаборатории EMTA с коллегами из Венгрии, Японии и Шотландии разработали «химический компьютер” способный в будущем намного быстрее и надежней прокладывать путь через сложные уличные лабиринты. По заверениям учёных этот метод работает значительно быстрее, чем система спутниковой GPS навигации и может быть востребован в транспортном планировании и логистике уже в ближайшем будущем.

Для прокладки маршрута при помощи компьютера требуются большие вычислительные мощности, но такого же результата можно достичь при использовании законов физической химии методом “химических вычислений”. Этот процесс является примером эффекта Марангони – гель смешивается с кислотой и размещается на выходе из лабиринта (пункт назначения), кислота распространяется по лабиринту и если на входе ( пункт старта) добавить окрашенную щелочь то она очень быстро достигнет точки с наивысшей кислотностью находящегося на выходе при оставляя за собой четкий цветной след . При этом, окрашенный щелочной раствор, как правило, выбирают самый кратчайший путь, однако, он также «просчитает» и альтернативные маршруты оставляя за собой менее яркий след.

«Преимущество этого химического компьютера в отличии от его электронного аналога является в том, что он находит все возможные маршруты практически параллельно. Компьютер же вычисляет всё шаг за шагом, перебирая одну возможность за другой и это занимает больше времени «, комментирует Рита Тот из лаборатории EMPA. Методы подобного использования жидкостей конечно уже существуют, но новая методика является первой, которая работает на чисто химическом принципе, а цветовой след показывает путь немедленно.

Немного истории:

1. Квантовые компьютеры

2. Химический суперкомпьютер

3. Ферментный компьютер

 

2011год

Квантовые компьютеры — будущее уже близко

Квантовые компьютеры вскоре смогут стать частью повседневной жизни. Хотя пока их предназначение непонятно большинству людей
Квантовые компьютеры как магия свойств Вселенной. Именно так, а еще чем-то непонятным, представляется обывателям работа квантового компьютера. Он действительно не предназначен, как обычное устройство, для просмотра файлов, профиля Facebook или проверки почты. Но способен значительно облегчить введение бизнеса, и решить сложные задачи в повседневной жизни.
   в 2011 году   продан первый коммерческий образец квантового компьютера
Продан первый коммерческий образец квантового компьютераКрупнейший американский производитель вооружений Lockheed Martin приобрёл первый коммерческий образец квантового компьютера D-Wave One, разработанного канадской компанией D-Wave Systems.

Сумма сделки оценивается в 10 миллионов долларов. Представители Lockheed Martin потратили целый год на ознакомление со 128-кубитовым процессором D-Wave One, работу которого обеспечивает огромная криогенная система, занимающая площадь в 10 квадратных метров, и, видимо, нашли ему какое-то применение, хотя цель покупки остаётся неясной.

Соучредитель D-Wave Systems Джорди Роуз (Geordie Rose) называет сделку этапной, замечая, что квантовые компьютеры постепенно переходят в разряд технологий, готовых к промышленному применению. «Да, D-Wave One купила одна из ведущих американских компаний, но это ничего не говорит о реальных возможностях компьютера», — отвечает ему сотрудник Массачусетского технологического института Скотт Ааронсон (Scott Aaronson), выражающий мнение большей части специалистов. Недоверие учёных к заявлениям г-на Роуза объясняется тем, что канадцы неохотно раскрывают детали функционирования процессора и не спешат доказывать, что он действительно реализует какие-то квантовые эффекты.

Продан первый коммерческий образец квантового компьютера - InternetUA

D-Wave One, своими размерами напоминающий первые компьютеры (фото D-Wave Systems)

В мае текущего года разработчики, впрочем, опубликовали в журнале Nature статью, которая должна была снять часть вопросов. В ней обсуждается не всё 128-кубитовое устройство, а его небольшая часть — одна из шестнадцати групп, в каждую из которых входят восемь кубитов.

Квантовые биты в D-Wave One строятся на основе сверхпроводящих петель с двумя контактами Джозефсона. Ток здесь может протекать по часовой стрелке или в обратном направлении, что позволяет определить положения «0» и «1». Восемь таких петель моделировали систему взаимодействующих спинов, для которой необходимо было найти основное состояние; поскольку эксперимент проводился при температуре ниже 45 мК, классические тепловые эффекты не оказывали существенного влияния на работу схемы, и решение подбиралось «квантовым» способом.

Эта работа убедила скептиков в том, что 8-кубитовый компьютер успешно справляется с задачами, которые можно свести к отысканию основного состояния системы спинов. «К сожалению, между демонстрацией квантового эффекта на восьми кубитах и постройкой 128-кубитового процессора, способного выполнить некие полезные вычисления быстрее, чем обычный компьютер, — дистанция огромного размера, — говорит г-н Ааронсон. — Не поймите меня неправильно: я надеюсь на то, что у D-Wave Systems всё получится, но поверю в это только тогда, когда увижу доказательства».

Процессоры D-Wave.Процессоры D-Wave
 

2010 год

Ученые создают «химический» суперкомпьютер

Ученые создают "химический" суперкомпьютер

Еще в 2010 году ряд европейских стран начали амбициозный проект, в котором объединились научные знания из области схемотехники, химии и биологии. Европейские ученые намерены создать так называемый «химический компьютер» — устройство, работающее по аналогии с кремниевым компьютером, но состоящее из органических соединений. В новом типе вычислительных машин будут заложены несколько недавних научных открытий, связанных с химическими системами, пригодными для выполнения инженерных расчетов.

В конечном итоге ученые намерены искусственно создать систему, работающую по аналогии с нейронами головного мозга и симулирующими деятельность этого важнейшего органа. Всего в проект создания «химического компьютера» планируется вложить чуть менее 2 миллионов евро.

По словам Клауса-Петера Зонера из Университета Саутгемптона, что отличает их нынешний проект от многих предыдущих, так это то, что здесь «химический компьютер» будет пользоваться стабильными «клетками», нанесенными на органическое покрытие для проведения расчетов — примерно такая же схема работы наблюдается и в нашем мозгу, когда в качестве этих клеток выступают нейроны.

«Наша цель заключается не в создании каких-то новых компьютеров, а в создании системы, которая сможет проводить расчеты в совершенно новых условиях и на базе новых компонентов», — говорит он.

По словам ученого, в будущем на базе подобных органических вычислительных систем можно будет делать очень компактные компьютеры, которые не потребуют охлаждения, будут потреблять минимум электроэнергии и стоить существенно дешевле нынешних ПК. При всем этом, химические компьютеры смогут работать и с используемыми на сегодня бизнес-приложениями.

«Такой подход откроет для программного обеспечения области, где ИТ сегодня и близко не стоит. Мы сможем контролировать молекулярных роботов, создавать суперточные химические производства, проектировать интеллектуальные лекарства и даже управлять химическими сигналами в человеческом организме», — говорит доктор Зонер.

В основе метода создания «химического компьютера» лежат две главных идеи.

Первая — так называемые индивидуальные «клетки» — индивидуальные и полностью законченные органические вычислительные системы, состоящие из липидов, искусственно внедренных в органическую среду. Недавние исследования показали, что работать можно как минимум с двумя типами липидов, способных переносить химические сигналы внутри молекул.

Вторая — внутренний состав клеток, способный проводить химическую реакцию Белоусова-Жаботинского. Реакции данного класса протекают в колебательном режиме, при котором некоторые параметры реакции (цвет, концентрация компонентов, температура и др.) изменяются периодически, образуя сложную пространственно-временную структуру реакционной среды. Подобные реакции позволят клеткам «общаться» между собой и изменять свою структуру.

Ожидается, что работать «химический компьютер» будет от электрического тока, но вот изменения здесь будут проходить под влиянием химических факторов, подобных тем, что происходят в живых организмах. «Фактически, каждый нейрон в нашем мозге — это уже маленький компьютер», — говорит доктор Зонер.

 

 

2006 год

Ученые создали ферментный компьютер, который может жить внутри человека

Ученые создали ферментный компьютер, который может жить внутри человека

 

Молекулярный компьютер, который использует ферменты для произведения подсчетов, создали израильские ученые. Итамар Виллнер, сконструировавший молекулярный калькулятор со своими коллегами в Еврейском университете Иерусалима, считает, что компьютеры, работающие на ферментах, когда-нибудь можно будет вживлять в человеческий организм и использовать, например, для регулирования выброса лекарств в систему метаболизма, пишет New Scientist.

Ученые создали свой компьютер, используя два фермента — глюкозу дегидрогеназу (glucose dehydrogenase, GDH) и пероксидаз из хрена (horseradish peroxidase, HRP) — для запуска двух взаимосвязанных химических реакций. Два химических компонента — перекись водорода и глюкоза — использовались как вводимые значения (А и В). Присутствие каждого из химических веществ соответствовало 1 в двоичном коде, а отсутствие — 0 в двоичном коде. Химический результат ферментной реакции определялся оптически.

Ферментный компьютер использовали для проведения двух фундаментальных логических вычислений, известных как AND (где A и B должны быть равными единице) и XOR (где A и B должны иметь разные значения). Добавление еще двух ферментов — глюкозооксидазы (glucose oxidase) и каталазы (catalase) — связало две логические операции, дав возможность сложить двоичные числа, используя логические функции.

Ферменты уже используют при вычислениях, применяя специально закодированную ДНК. Такие ДНК-компьютеры потенциально способны превзойти по скорости и мощности кремниевые компьютеры, поскольку могут осуществлять множество параллельных вычислений и помещать огромное количество компонентов в крошечное пространство.

Но Виллнер говорит, что ферментный компьютер создан не ради скорости: для вычисления ему может потребоваться несколько минут. Скорее всего, он будет встраиваться в биосенсорное оборудование и использоваться для мониторинга и корректировки реакции пациента на определенные дозировки препарата.

«Это компьютер, который можно интегрировать в человеческий организм, — рассказал Виллнер New Scientist. — Нам кажется, что ферментный компьютер можно использовать для вычисления пути метаболизма».

Мартин Амос из Университета Эксетера, Британия, тоже считает такие устройства очень перспективными. «Разработка простых приборов вроде счетчиков необходима для успешного создания биомолекулярных компьютеров, — сказал он New Scientist.

«Если такие счетчики встроить в живые клетки, мы можем представить себе, что они играют роль приложений, например, «умной» доставки лекарств, когда терапевтический агент создается там, где возникает проблема, — говорит Амос. — Счетчики также обеспечивают биологический «предохранительный клапан», не дающий клеткам бесконтрольно разрастаться».

 Но пока для вас современная автомагнитола с полным набором сервисов обеспечит бесперебойное существование во время поездки в любимом авто: 

 

По материалам:    NEWSru


Похожие записи

Оставить комментарий

*