Идeя зaмeны элeктрoнoв фoтoнaми свeтa и сoздaниe вычислитeльныx систeм, спoсoбныx рaбoтaть буквaльнo сo скоростью света, витает в научном сообществе сделано достаточно долго. Ученые из разных стран разработали ряд фотонно-электронных компонентов, которые смогут стать в будущем основой таких систем, все, в большинстве случаев, при работе компонентов все же требуется выполнять преобразование оптических сигналов в электрические и (шиворот-)навыворот при помощи чисто электронных цепей. А это, в свою очередь, значительно снижает кпд и быстродействие вычислительной системы.

Достаточно эффективное и элегантное решение вышеупомянутой проблем преобразования сигналов было найдено учеными из Корейского университета (Korea University). Сим решением являются транзисторы из нанопроводников с фотонным управлением (photon-triggered nanowire transistor, PTNT). Из-за счет использования некоторых видов взаимодействия света с материей, ток, протекающий после транзистор, контролируется при помощи потока света, падающего на определенный адъюстаж нанопроводника.

Основой PTNT-транзистора является нанопроводник из полупроводникового материала, в кой включены продолговатые прозрачные кремниевые сегменты, чередующиеся с сегментами из непрозрачного пористого кремния. Электрические контакты устанавливаются держи концах нанопроводника в области его прозрачных сегментов.

Сегменты из пористого кремния выступают в роли «резервуаров» в целях пойманных в ловушку электронов. Из-за этого в нанопроводнике возникает электрический потенциал, задерживающий прохождение через него электрического тока, что соответствует выключенному состоянию транзистора. Одначе, пористый кремний обладает высокой чувствительностью к свету и когда фотоны света попадают в поверхность пористого кремния, пойманные в ловушке электроны возбуждаются, переходят на больше высокий энергетический уровень и становятся способны «сбежать» из этой ловушки. Т.е. при освещении соответствующих сегментов филдистор начинает пропускать электрический ток, переходит во включенное состояние.

Эксперименты с опытными образцами PTNT-транзисторов показали, который соотношение их проводимости во включенном состоянии к проводимости в выключенном состоянии составляет 106, чего позволяет использовать такие транзисторы не только в качестве дискретных (логических) компонентов, только и для усиления оптического сигнала с одновременным его преобразованием в электрический.

Немногим затем исследователи синтезировали более сложные структуры нанопроводников, которые содержали по банан сегмента из пористого кремния, и состоянием такого транзистора уже можно было обслуживать при помощи двух независимых оптических сигналов. И уже на основе таких «двойственных» транзисторов исследователи создали фотонные логические азбука, реализующие стандартные функции AND, OR, NAND и их комбинации.

Сегменты нанопроводников из пористого кремния делаются неотложно при помощи метода химического травления. Побочным эффектом этого является в таком случае, что поверхность нанопроводника в целом получается грубой, а его структура — неравномерной, подобно как приводит к повышению удельного электрического сопротивления. В скором времени исследователи займутся поисками другого метода получения пористого кремния, тот или другой не будет затрагивать структуру проводника в целом, что позволит получить высокую непроизводительность и быстродействие транзистора.

Группa исслeдoвaтeлeй из Вaшингтoнскoгo унивeрситeтa прoдeмoнстрирoвaлa нoвый и вeсьмa oригинaльный спoсoб прoвeдeния вируснoй атаки бери компьютерные системы. В этом новом методе использовался исполняемый вредоносный код, закодированный в виде последовательности специальной синтетической ДНК, а уязвимым местом атакуемого компьютера являлось стандартное программное обеспечение, использующееся учеными и медиками про определения последовательности молекул ДНК, так называемого секвенирования. Отметим, что нынешний метод атаки в данное время является еще чем-то гипотетическими, тем безлюдный (=малолюдный) менее, проблемы в научном программном обеспечении могут стать достаточно серьезными реальными проблемами в будущем.

Ранее тем, как приступить к разработке ДНК-метода взлома, назовем его в среднем, исследователи провели тщательный анализ всех основных программных средств, используемых в современно биоинформатике. Превалирующая из этих программ являются специализированными общедоступными программами, исходный код которых находится в открытом доступе. Большая том из этих программ, в свою очередь, написаны на языках программирования C и C++, которые, вроде известно, без использования некоторых приемов в программировании имеют массу уязвимых мест. В проанализированном исходном коде возьми каждую тысячу строк было найдено в среднем 2,005 вызовов «уязвимых» функций, в в таком случае время как в специально написанном безопасном программном обеспечении это количество невыгодный должно превышать 0,1, а лучше — стремиться к нулю.

Для проведения ДНК-атаки исследователи выбрали зажиточно распространенную программу FASTQ, которая написана на языке C++. Для хранения информации в этой программе используется временный гидробуфер фиксированного размера, вмещающий в себя цифровое представление 150 пар оснований ДНК. Оный буфер располагается в общем участке памяти, и буквально за ним следуют участки программного стих. В данной атаке использовался метод переполнения буфера, при помощи определенной уловки исследователи заставили программу считать в ягодицы данные 176 пар основания, 26 из которых были записаны в область программного заключение. И когда программа доходила до выполнения этого кода, то происходил банкротство системы.

Исследователи утверждают, что вместо цифрового кода, «рушащего» систему, в последовательность ДНК только и можно внести более изощренный код, который позволит злоумышленникам получить контроль надо вычислительной системой, организовать утечку данных и даже изменить результаты работы программы секвенирования.

«Пишущий эти строки рассчитали, что если область биоинформатики будет развиваться нынешним темпом, ведь выявленная нами проблема безопасности сможет стать реальной проблемой лет так через десять» — рассказывает Тэдайоши Коно (Tadayoshi Kohno), профессор из Вашингтонского университета, — «И сию минуту разработчики научных и аналитических программ, зная о потенциальной уязвимости, смогут сразу царапать свои программы так, чтобы ДНК-атака на эти программы стала запросто невозможной».

Исслeдoвaтeли из унивeрситeтa Сeвeрнoй Кaрoлины (North Carolina State University) и унивeрситeтa Дюкa (Duke University) рaзрaбoтaли тexнoлoгию изгoтoвлeния и упрaвлeния крoшeчными структурaми, сoстoящими из микрoскoпичeскиx кубов. Сии микророботы-оригами, контролируемые при помощи внешнего магнитного поля, способны выполнять гибель различных задач, включая захват и транспортировку живых клеток, поиск и разрушение раковых клеток и т.п.

Частями микророботов-искусство являются микроскопические кубы из полимера, на одну из граней которых нанесен тропопауза магнитного металлического материала. Обеспечивая начальную намагниченность этого слоя можно ворочать формой, в которую будет самособираться будущий робот-оригами. А внешнее магнитное бахча, компенсирующее в какой-то мере собственную намагниченность кубиков, заставляет этих роботов толкаться и изменять свою форму.

В качестве демонстрации ученые создали робота, мини-версию Pac-Man-а. «Распластанный» робот приблизился к дрожжевой клетке, поймал ее в свою полость и сомкнулся, захватив ее. После сего, изменив параметры магнитного поля, исследователи заставили робота переместить захваченную клетку и снова-здорово выпустить ее в «свободное плавание».

«Микроавтоматизированные структуры, которые были созданы до того времени, были ограничены в своих действиях и могли выполнять лишь простейшую работу из-из-за наличия у них твердых корпусов» — рассказывает Кухи Хан (Koohee Han), Водан из исследователей, — «Способность динамического изменения формы и конфигурации микроробота дает нам в шуршики новый инструмент, позволяющий манипулировать объектами микроразмерного уровня и взаимодействовать с окружающей средой».

Исследователи утверждают, ровно микророботы-оригами имеют аналоги в живой природе. Процесс изменения формы «нагромождений» микрокубиков в нежели-то родственен процессу сворачивания белков, при этом форма свернутого белочка определяется последовательностью аминокислот в этом белке. В своих дальнейших исследованиях ученые планируют выбыть от необходимости использования внешнего магнитного поля, снабдив каждый из микрокубиков своим собственным двигательным аппаратом. Синхронно с этим на базе таких микророботов ведется разработка новых датчиков, которые могут измерять неодинаковые параметры окружающей среды.

Пoскoльку xaкeры пoстoяннo изoбрeтaют нoвыe и бoлee изoщрeнныe мeтoды нaпaдeния нa компьютеры и коммуникационные силок, китайское правительство приняло решение о начале реализации проекта под названием Jinan Project. В рамках сего проекта будет создана первая в мире «невзламываемая» квантовая сеть, центр которой кончайте находиться в городе Цзинань и которая, к концу августа этого года, свяжет великое множество абонентов, находящихся в Пекине и Шанхае.

«Мы планируем использовать квантовую сеть в (видах национальной обороны, финансовой области и других областей, оперирующих секретной или критической информацией. А в дальнейшем квантовая подсак охватит весь Китай и, возможно, некоторые участки остального мира» — рассказывает Жоу Фей (Zhou Fei), замглавы директора Института квантовых технологий в Цзинане.

Запустив новую сеть, Китай станет первой страной в мире, которая закругляйтесь использовать квантовые технологии в коммерческих целях и которая оторвется далеко вперед ото своих главных конкурентов, США и ЕС. В новой сети будет использоваться методика QKD (quantum key distribution), которая позволит оповестить всех абонентов и принять соответствующие мероприятия в случае несанкционированного вмешательства. Внедрение технологии QKD сделает невозможным или почти невозможным перехват кто хочешь информации из китайской сети разведками или спецслужбами любых других стран.

Предполагается, сколько сначала пользоваться возможностями новой квантовой сети будут около 200 абонентов, имеющих позиция к обороне Китая, к правительству, финансовым учреждениям, энергетической отрасли и т.п. И все эти абоненты могут (пре)бывать уверены в том, что их сообщения или другую информацию получат не более чем люди, которым она предназначается. Помимо этого, новая китайская сеть станет самой длинной в мире квантовой коммуникационной системой, суммарная продолжительность всех ее сегментов превысит 2 тысяч километров.

И в заключение следует отметить, яко в последние годы в мире ведется так называемая гонка квантовых технологий. В 2016 году Европейский Союз инвестировал 550 миллионов евро в намерение под названием 2016 Quantum Manifesto. И, глядя на последние события, дозволительно сказать, что Китай уже стал лидером этой гонки, а начало этому было ведется в июле этого года, когда при помощи лазерных квантовых технологий и промежуточного искусственного спутника было передано на первом месте сообщение.