解码宇宙基因蓝图:得益于纳米孔 [5] 测序技术,在太空深处,甚至 DNA 也能揭示其秘密。牛津纳米孔公司的 MinION 等设备配备了纳米材料,可以实时解码遗传信息。通过利用纳米孔,我们可以揭示生命本身的基因蓝图,帮助我们理解从适应微重力的细菌到潜在的外星生命形式的各种生物。用纳米级帆推动梦想:“突破摄星”是一项富有远见的计划,设想一支由石墨烯(一层碳原子)制成的超薄帆(Starchip)推动的纳米飞行器舰队。当被激光能量击中时,这些帆将开始星际旅行,突破传统推进的极限。未来的宇宙风由纳米级线编织而成,可以带我们飞向星空。打造太空服技术的未来:即使在最恶劣的环境中,纳米技术也能增强我们的保护。加固了纳米涂层的太空服不仅仅是一种服装,更是人类能力的延伸。这些涂层具有自清洁功能,可防止有害紫外线辐射,并具有最佳的热管理功能,可确保宇航员在探索未知领域时安全舒适。收集能量并确保纯度:由压电纳米材料驱动的纳米发电机可从太空的振动和温度变化中捕获能量。这些创新机器为传感器、设备和通信系统提供动力,扩大了我们任务的范围。此外,纳米技术还加入了水净化的探索,采用纳米多孔膜和纳米复合材料来确保每一滴水都可以安全饮用——这是长期任务的必需品。
除了易受气候变化影响外,牧民还经常经历贫困、粮食不安全和市场准入受限的循环。这需要采取多维度的方法来全面应对这些挑战。降低风险、包容性和增值 (DRIVE) 项目为牧民提供了一条可行的出路。该项目支持为牧民的主要资产牲畜提供干旱前的金融降低风险(即保险和金融服务),使他们能够投资于自己的畜群。此外,它将更好地将牧民生产团体与市场联系起来,支持跨境和小规模贸易的贸易基础设施,并加强满足国际标准要求的能力。
但是,由于当今的金融系统严重依赖传统的加密安全协议来保护数据和通信,量子计算机可能会使金融系统面临新形式的网络攻击。事实上,一台功能齐全的量子计算机将对目前广泛使用的加密算法产生重大影响。金融稳定委员会在其金融部门网络安全报告中指出,网络攻击对金融系统构成了破坏性威胁。世界各地当局开展的监管和监督工作减轻了金融部门遭受的网络风险。然而,恶意使用金融数据会对重要的金融服务产生破坏性影响,威胁到安全和数据机密性,对金融稳定造成破坏性影响(FSB(2017))。此外,世界经济论坛在其最新的全球风险报告中将量子计算的网络威胁列为全球主要新兴技术风险之一(WEF(2022))。这种情况要求采取集体行动,包括制定能够保护金融服务 IT 系统的新加密标准。
霍尼韦尔在实时量子纠错演示和实现显著计算优势方面取得了重大进展。6 民族国家也在推动量子发展的大规模增长。量子计算有望在短短几小时或几分钟内解决传统计算机需要数十亿年才能解决的问题,从而彻底改变人工智能和机器学习、密码学、药物研究、制造、网络安全、金融和物流等领域。与许多工具和技术一样,量子计算既可以被利用,也可以被滥用。它对网络安全构成了重大威胁,因为它可以破坏当前使用的加密算法,可能危及敏感信息。现在是组织正确理解和准备量子计算的时候了,帮助他们利用优势并管理量子计算必然会给我们的世界带来的颠覆。
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美国国家可再生能源实验室 (NREL)、桑迪亚国家实验室和佐治亚理工学院将制定测试协议,以评估 COOLERCHIPS 项目在实际数据中心运行条件下开发的冷却技术。测试范围将从组件级到机架级,一直到全边缘数据中心。该技术评估团队将利用 COOLERCHIPS 类别 C 团队所做的工作来开发数字孪生,以评估关键参数,并帮助测试其他 COOLERCHIPS 项目团队开发的广泛技术,以评估其热、可靠性和成本目标。
利用量子现象实现计算加速的前景使得量子处理单元 (QPU) 对于许多算法数据库问题具有吸引力。查询优化涉及通常需要探索大型搜索空间的问题,似乎是量子算法的理想匹配。我们提出了连接排序的第一个量子实现,这是最受研究和最基本的查询优化问题之一,基于对二次二元无约束优化问题的重新表述。我们在两种最先进的方法(基于门的量子计算和量子退火)上对我们的方法进行了经验描述,并确定了与最知名的经典连接排序方法相比的加速,这些方法的输入大小符合当前的量子退火器。然而,我们也证实,早期技术的极限很快就会达到。当前的 QPU 被归类为嘈杂的中型量子计算机 (NISQ),并且受到各种限制的限制,与理想的未来 QPU 相比,这些限制降低了它们的能力,这阻止了我们扩大问题维度并实现实用性。为了克服这些挑战,我们的公式考虑了特定的 QPU 属性和限制,并允许我们在可实现的解决方案质量和问题规模之间进行权衡。与所有针对查询优化和数据库相关挑战的量子计算的先前工作相比,我们超越了当前可用的 QPU,并明确针对可扩展性限制:利用从数值模拟和实验分析中获得的见解,我们确定了共同设计 QPU 以提高其连接排序实用性的关键标准,并展示了即使相对较小的物理架构改进也能带来显着的增强。最后,我们概述了定制设计 QPU 的实际实用性之路。
