Буквально с каждым годом наши компьютеры становятся все быстрее и быстрее, что существенно расширяет ряд задач, которые могут быть решены при их помощи. Однако, в последнее время замечается некоторый спад ежегодного роста производительности компьютеров, определяемого так называемым законом Гордона Мура, и происходит это из-за того, что элементы традиционных кремниевых чипов приближаются по размерам к пределам ограничений, накладываемых фундаментальной физикой. Таким образом, для сохранения темпов роста производительности компьютеров требуется замена исчерпавших свои возможности кремниевых технологий какими-то альтернативными технологиями, и к такой альтернативной технологии можно отнести использование магнитных узлов логических элементов вместо обычных электронных транзисторов.

Компания Roswell закончила разработку и создание опытных образцов первых в своем роде молекулярно-электронных чипов, в которых были использованы все самые последние достижения из областей полупроводниковых технологий, нанопроизводства, биодатчиков и т.п. Все это позволило создать интегральный CMOS-чип, на котором содержится огромное количество элементов молекулярных датчиков, которые, при цене чипа в 100 долларов США, способны произвести считывание информации полного генома человека всего за один час.

Международная группа исследователей совершила прорыв, являющийся логическим завершением десятилетий исследований и работ по созданию искусственных аналогов нейронов. Созданные этими исследователями нейроны максимально точно имитируют работу живых нейронов, и данная разработка делает нас на один шаг ближе к эффективному лечению нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, к разработке новых типов кардиостимуляторов, управляющих нейронами, ответственными за работу сердца, и т.п.

Исследователи из Технологического университета Наньянга (Nanyang Technological University), Сингапур, разработали и изготовили опытный образец нового чипа, предназначенного для использования в области квантовых коммуникаций. Самым интересным во всем этом является то, что объем, требующийся для размещения этого чипа и сопутствующей ему инфраструктуры, в тысячу раз меньше объема, занимаемого самыми маленькими подобными квантовыми устройствами, тем не менее, новый чип обеспечивает такую же полную функциональность, как и его более крупные "собратья".

Ученые-физики нашли способ, позволивший получить доступ к информации, имеющей отношение к одному из фундаментальных физических явлений, к эффекту Холла, и ускользавшей от них в течение 140 лет. Напомним читателям, что физик Эдвин Холл (Edwin Hall) в 1879 году обнаружил, что электрический ток в проводнике, помещенном в магнитное поле, создает электрическое поле и потенциал, вектор которых направлен перпендикулярно направлению движения тока. Это явление, получившее название эффекта Холла, широко используется в современной электронике и других областях, включая исследования полупроводниковых материалов. Но, к сожалению, именно сам эффект Холла служит препятствием к проведению измерений некоторых видов.

В настоящее время при создании квантовых, нейроморфных и прочих подобных систем достаточно широко используются сверхпроводники, материалы, имеющие нулевое электрическое сопротивление при низких температурах. Но, в тех же самых устройствах используются и традиционные полупроводники, материалы с частичной проводимостью, при помощи которых создаются цепи контроля и управления. И для эффективной работы подобных систем требуется наличие интерфейса между сверхпроводниками и полупроводниками, который не требует больших энергетических затрат и который был разработан буквально недавно.

Буквально каждый день исследования в области нанотехнологий и наноматериалов приносят нам нечто новое и интересное. Ярким примером тому является новый крошечный датчик-акселерометр, изготовленный из графена усилиями международной группы, куда входят исследователи из институтов и университетов, включая KTH Royal Institute of Technology, RWTH Aachen University и Research Institute AMO GmbH. Этот датчик, который смело можно назвать самым маленьким в мире акселерометром, может обеспечить прорыв в области навигационных технологий, технологий захвата движений, технологий медицинского мониторинга и т.п.

Компания Xilinx, один из ведущих производителей чипов программируемой логики (FPGA), побила собственный рекорд, выпустив новый чип под названием Virtex Ultrascale+ VU19P. Кристалл этого чипа изготовлен по 16-нм технологии и у него имеется самый высокий показатель плотности логических ячеек на единицу площади и портов ввода-вывода. А всего на кристалле нового чипа располагается 9 миллионов программируемых логических ячеек и 2 тысяч линий ввода-вывода, функции которых задаются пользователем во время программирования.

Инженеры из Массачусетского технологического института и специалисты известной компании Analog Devices совместными усилиями создали первый полностью программируемый 16-разрядный микропроцессор на углеродных нанотрубках. Схема этого процессора, содержащая почти 15 тысяч транзисторов, является самым сложным на сегодняшний день воплощением "нанотрубочной" CMOS-логики, а сделано это все было при помощи коммерческих технологий, используемых для производства кремниевой электроники. Процессор, получивший название RV16X-NANO, со слов его создателей, является большой вехой на пути развития альтернативных видов электроники.

Разработчики современных оптических устройств всеми силами пытаются сделать эти устройства все меньшими и меньшими. Их конечной целью является создание интегрированных фотонных чипов, размеры которых будут сопоставимы с размерами обычных кремниевых полупроводниковых чипов, что, в свою очередь, должно привести к появлению вычислительных систем, обладающих высоким быстродействием, и устройств хранения информации, обеспечивающих высокий показатель плотности записи.

Молодая компания Cerebras из Сан-Диего, Калифорния, США, представила то, что смело можно назвать самым большим в мире полупроводниковым устройством. Этот огромный процессор, площадь которого составляет 46 225 квадратных миллиметров, содержит 400 тысяч вычислительных ядер, изготовленных по технологии 16 нм. Потребление энергии устройством Cerebras составляет 15 кВт, а его назначением является смещение компании Nvidia с господствующей позиции в области самообучающихся нейронных сетей. По имеющейся информации, в настоящее время, по крайней мере один из образцов чипа Cerebras уже работает в составе системы искусственного интеллекта у одного из первых клиентов компании.

Непосвященные люди считают, что электрический ток течет совершенно одинаково через одинаковые компоненты наших электронных устройств. Однако, на квантовом уровне электрический ток может быть изображен, как текущий ручей, поверхность которого покрыта тонкой рябью, которая возникает из-за отталкивания электронов и других квантовых явлений в "узких местах" или местах дефектов, возникающих в структуре компонентов на этапе производства. Такие квантовые эффекты, в которых задействованы единичные электроны, приводят к незначительным изменениям вольтамперных характеристик устройств, которые представляют собой уникальный для каждого устройства "квантовый отпечаток пальца".

Ученые из Национального института стандартов и технологий создали то, что можно назвать "атомарным" радиотрансивером, приемником и передатчиком одновременно, и при помощи этого устройства в пределах лаборатории была осуществлена передача одного из известных музыкальных композиций группы Queen. Основой радиотрансивера является так называемый Ридберговский атом (Rydberg atom), который представляет собой атом, находящийся в сильно возбужденном энергетическом состоянии. Такое состояние атомов делает их сверхчувствительными к внешним электрическим и магнитным полям, из которых, как известно, состоят радиоволны.

В этом году компания Asus отмечает свою 30-ю годовщину и, поскольку эта компания в 1989 году начала свою деятельность именно с производства компьютерных материнских плат, она представила свое видение того, какими будут материнские платы следующих поколения спустя некоторое время. Это видение выражено в виде прототипа под названием Prime Utopia, футуристической платы, которая демонстрирует то, что должно прийти на смену стандарту ATX, введенного в 1995 году компанией Intel, который является доминирующим стандартом полноразмерных материнских плат для настольных персональных компьютеров на сегодняшний день.

Группе исследователей из Гарвардского университета удалось передать в эфир аудиозапись одного из музыкальных произведений при помощи радиопередатчика, ключевым компонентом которого стал полупроводниковый лазер. Этот лазер используется в качестве источника радиочастотных волн, генератора, помимо этого он же выполняет функции модуляции передаваемых и демодуляции принимаемых сигналов. Данные исследования являются первыми шагами в направлении создания новых типов гибридных электронных фотооптических устройств, которые станут базой работы сверхскоростных систем беспроводной связи, Wi-Fi следующего поколения.