信息 技術

 

美國

 

量子技術取得重大進展，離普通人更進一步；全新芯片制造技術有望催生更強大的計算機。

在量子計算機方面，IBM推出了一項新的在線服務，允許所有人使用其5個量子比特的量子計算機，使量子計算機離普通人更近了一步；麻省理工學院的科學家用量子的反饋控制來保護量子疊加，將量子疊加的時長提高了1000多倍，向最終研制出可靠的量子計算機邁出了重要一步；哈佛大學科學家成功實現在超導材料內傳輸電子自旋信息，克服了量子計算的一大挑戰；谷歌將測試能抵抗量子計算機破解的加密算法。

在超級計算機方面，美國推出新超級計算機可預測極端天氣影響。

在芯片和晶體管方面，麻省理工學院開發了一種全新的芯片制造技術，可將不同材料集成于單一芯片層，用于研制功能更強大的計算機；楊百翰大學研究團隊的DNA“折紙術”有望實現更快、更便宜的計算機芯片。

在晶體管方面威斯康星大學麥迪遜分校的科研團隊，研制出處理速度超快的柔性硅基晶體管，能無線傳輸數據和能量，有望用在可穿戴電子設備和傳感器等諸多領域；該校材料學家研制的碳納米晶體管性能首次超越硅晶體管。

此外，美國研究小組利用碳納米管和二硫化鉬，成功研制出目前世界最小晶體管，其柵極長度僅一納米。

在存儲方面，華盛頓大學和微軟科學家在DNA儲存數據方面更進一步，數據首次存入DNA內并可無損讀取，新研究或將徹底變革計算機存儲方式；IBM相變存儲技術每單元存3比特數據，為物聯網時代呈指數級增長的數據提供了簡單快速的存儲方式。

此外，谷歌欲用太陽能無人機傳輸5G網絡；美國波士頓大學科學家首次開發出能在可見光波段內操作的納米無線光學通訊系統，將大大縮小計算機芯片的尺寸。

 

法國

 

重視前沿性基礎研究，著眼搶占未來先機。

李宏策（本報駐法國記者）法國電信運營商Orange推出“Essential 2020”戰略，謀劃搶占5G標準及未來應用，目前已在多個小鎮開展實地測試，采用3.4GHz至3.8GHz頻段，并將結合5G發展加大在物聯網、車聯網等新興數字技術和應用的投入。

在基礎研發領域，法國參與的歐洲團隊正開展基于聲子的信息處理技術研究，該項目整合光子學、機械力學和電子學研究，致力開發納米級光致聲子源和探測裝置。利用聲子可開發出更快、更高效的通信網絡，并使光芯片可處理無線電頻率信號。

法國國家科學研究院領導的研究團隊，成功在硒化鋅半導體材料上創造出量子比特，有可能在支配納米尺度物質行為的量子物理學和以光速完成的信息傳遞間產生一個界面，為構建量子通信網絡鋪平道路。

 

英國

 

大力發展數字技術和轉化項目；人工智能領域取得進步。

鄭煥斌（本報駐英國記者）1月，英國政府發布《支出審查報告》，提出未來4年將在公共部門投入18億英鎊，用于發展數字技術和轉化項目，強化英國政府作為數字領導者的地位；8月11日，英國科學家首次設計出一款名叫“Starmind”的人工智能計算機軟件，能理解并回答與工作相關的問題。

 

德國

 

大力推動量子計算機研發；芯片技術取得重大突破。

顧鋼（本報駐德國記者）德國亥姆霍茲聯合會所屬尤利希研究中心，已將量子計算機作為未來開發超級計算機的重點，確定“可擴展的固態量子計算”項目作為未來“多量子位系統”優選方案，該系統可將數百個量子位集成到一起，實現量子位精確控制。

卡爾斯魯厄工大科學家領導的國際小組，首次成功將一個完整的量子光學結構集成到芯片上，最新成果將幫助光量子計算機早日用于數據加密、大數據超快計算及高度復雜系統量子模擬等領域。

亥姆霍茲聯合會所屬德累斯頓羅森多夫實驗室和帕德博恩大學研究人員，在開發遺傳物質電路方面取得突破，他們通過加入鍍金納米粒子，首次在單鏈DNA自組裝納米線中檢測到電流。這種DNA折疊技術獲得的元件比現有最小計算機芯片組件還要小很多，能用來制造極其微小的電路。

亥姆霍茲聯合會和愛爾蘭都柏林三一學院的科學家合作開發了一種新技術，利用錳和鎵特定化合物薄層制成芯片，在太赫茲頻率范圍無線收發信號，可顯著提高未來筆記本電腦和其他移動通訊設備無線網接入速度。

 

韓國

 

多事之秋仍亮點不斷；5G技術突飛猛進；汽車電子業引技術巨頭“競折腰”；網絡表現吸睛；人工智能方興未艾。

邰舉（本報駐韓國記者）三星電子的年度旗艦機型Galaxy Note7因數十起電池爆炸事件被多國停售最后宣布召回，但爆炸原因始終沒有公布。

韓國電子通信研究院開發5G核心技術取得突破，能將5G網絡的時延縮短至4G服務的約十分之一。

韓國ICT企業大舉進入汽車電子業。三星電子2016年以80億美元收購美國汽車零部件企業Harman，并不斷擴大車用電子部門規模。LG電子聯合通用、大眾等跨國汽車制造商開發互聯汽車平臺等技術提前進行布局。

2016年二月份的調查顯示，韓國平均網速達27Mbps，連續10個季度居全球首位。韓國智能手機用戶比例達到88%，居世界首位。

KAIST公司研究人員宣布，成功研制出“紙質電路板”，可將納米級別超小型半導體元件布置于紙張表面；另一個研究團隊宣布成功開發可用于紡織坯布的OLED技術，可用于柔性、可折疊和可穿戴顯示。韓國電子通信研究院開發出用于OLED面板的透明石墨烯電極，改善了OLED的透明度，圖像清晰度提升40%到60%。

三星電子宣布進入人工智能領域，其即將推出的Galaxy S8智能機將配備AI數字助理。

 

日本

 

超級計算機表現搶眼，“菖蒲”連續三屆獲得Green500節能獎第一名。

陳超（本報駐日本記者）日本超級計算機連續三年獲得節能世界第一。超級計算機“菖蒲”（Shoubu）連續三屆獲得Green500第一名；“皋月”獲得第二名?！拜牌选睆?014年以來，理論演算性能大幅上升至2千兆浮點計算能力級別，性能仍在不斷升級。

日本計劃制造速度最快超級計算機。日本12月宣布，經濟產業省將投資約1.73億美元，在2017年底前制造運算速度為每秒13億億次的全球最快、效率最高的超級計算機。新超級計算機平臺名為“人工智能橋接云基礎設施”（ABCI），建成后可為機器學習、深度學習、人工智能研發，并為創業公司、大企業及科研機構提供運算處理能力支持；ABCI輔助的研究還將推動日本無人駕駛、醫療應用、機器人等產業發展。

 

俄羅斯

 

加強網絡監管力度；遠程醫療成新亮點；超級計算機領域發展迅速。

亓科偉（本報駐俄羅斯記者）為應對網絡威脅，俄政府進一步加大互聯網監管力度。俄通信部擬成立國家監管系統，對DNS服務器運行和IP地址分配進行跟蹤，建立IP地址備用列表，加強對過境的外國通訊信道和數據流交換點的監管。

遠程醫療成為俄信息技術新亮點。6月，出席俄漢特-曼西斯克國際IT論壇的金磚國家代表決定成立遠程醫療協會，計劃在金磚國家各地區間建立可相互兼容的遠程醫療體系。

超級計算機方面，10月莫斯科國立大學宣布，其“羅蒙諾索夫”超級計算機性能提高了近1倍，目前運算速度可達每秒1.37千萬億次。

 

巴西

 

信息化建設成政府工作重心；電子政務發展迅速；網絡建設惠及民眾。

鄧國慶（本報駐巴西記者）巴西政府重視信息化建設，全方位推進電子政務應用，電子政務發展取得明顯建設效果。目前，這些系統已成為巴西眾多政府機構有效運轉和經濟社會發展的重要支撐，大幅度提高了行政效率和公共服務水平，降低了行政成本。

巴西政府高度重視電子認證工作，現已建成全國統一的電子政務認證系統，并形成一套比較完整的法律法規及管理制度。

巴西政府強調培育自主創新能力，大力提倡應用基于開放源代碼技術開發的系統和產品。目前，有1300余個政府機構、1900余家企業基本使用基于開放源碼的操作系統。

2016年5月，巴西通信部發布的一項名為“智慧巴西”的國家寬帶發展計劃提出，到2019年，巴西將把擁有光纖網絡的城鎮數量占比由目前的53%提高至70%，屆時寬帶網絡將覆蓋巴西95%的人口；此外，還將建設6條海底光纜，連接巴西與歐洲、非洲和美國，以提高網絡數據傳輸能力和保障通信安全。到2019年，投入的資金總額將達到18.5億雷亞爾（約合5.29億美元）。

 

以色列

 

打造最快處理器；移動寬帶技術發展迅速；新型網絡安全技術為網民“保駕護航”。

毛黎（本報駐以色列記者）在處理器方面，英特爾海法團隊開發的Kaby Lake的Intel第七代酷睿處理器是公司目前“最強最快”的處理器。它能滿足網絡用戶對高質量視頻、超高清高階標準、360度視頻格式、虛擬現實和數字體育內容等消費需求。

在移動寬帶技術方面，Celliboost公司基于獨立移動系統，開發了一項可在偏遠地區和露天場所使用的移動寬帶技術并已開始推向市場。

在信息安全方面，新技術助銀行識別黑客。BioCatch公司研發的系統可通過捕捉的手眼協調、按壓、手顫、導航、滑動頁面等500多種行為，識別出操作者身份及詐騙方式，保護賬戶安全。

魏茲曼科學研究院科學家對連接無線網絡的飛利浦智能燈泡的研究顯示，燈泡能通過鏈式核反應大面積迅速擴散蠕蟲病毒，因此，黑客可能通過燈泡等最簡單的家用設備破壞互聯網，或對國家基礎設施發動全面攻擊。

網絡安全公司Preempt發布行為防火墻，它是首個可以跟蹤用戶行為并即時自動作出反應的防火墻，旨在保護企業免受因安全漏洞和內部人員惡意操作造成的損失。

 

新材料

 

美國

 

超導材料和電池研發獲突破；發現新型二維半導體材料；首次3D打印出受熱收縮的超材料。

何屹（本報駐美國記者）在超導方面，美國休斯頓大學科學家利用界面組裝技術，誘導非超導材料鈣鐵砷復合物界面表現出超導性。

在半導體材料方面，猶他大學工程師新發現一種新型二維半導體材料一氧化錫（SnO），可用于制造晶體管；美韓科學家將液體納米晶體“墨水”按順序放置，或可用3D打印技術制造出晶體管；美國科學家還設計出“量子超材料”，以光子形式釋放能量、傳遞信息。

在新型電池方面，斯坦福大學研究團隊利用表面“親鋰化”處理的碳質主體材料，成功制備出一種復合金屬鋰電極，可大大提高鋰電池性能。佐治亞理工學院開發出能同時捕獲太陽能和風能的新布料，有助于開發出能給手機和導航系統等移動設備充電的服裝。

在聚合物方面，中美科學家將氮化硼納米片添加到一種塑料聚合物原材料上，研制出一種即使破碎多次也能自動恢復所有功能的新型電子材料。

此外，美國多家機構合作，首次3D打印出受熱會收縮的全新超材料。麻省理工學院研制出一種實現化學儲能的固體材料——透明的聚合物薄膜，可遇光吸熱并按需放熱。

 

德國

 

研制出多種節能環保材料，包括可減少感染和污染的純天然綠色材料，高效有機太陽能電池等。

顧鋼（本報駐德國記者）拜羅伊特大學團隊將橙皮中提取的苧烯氧化物與二氧化碳合成，獲得了一種名為PLimC的聚碳酸酯材料。這種純天然綠色材料可用于醫療和護理，減少感染風險；也可分解海水中有害成分，降低海洋中非可溶性塑料顆粒造成的污染。

亥姆霍茲柏林材料與能源中心設計合成了一種新型有機無機雜化的硅基光陽極，用于光解水產氧，基于該光陽極的器件性能穩定，這種制備方法可擴展到其他半導體材料。

埃朗根—紐倫堡大學研究人員開發出有機太陽能電池，其使用壽命長，光電轉換率高，成本低，可替代目前傳統的硅電池。

 

法國

 

高度重視新材料研發應用；發明新的石墨烯提純方法；利用納米材料開發柔性晶體管。

李宏策（本報駐法國記者）隨著歐盟“石墨烯旗艦計劃”不斷推進，新的石墨烯制備方法不斷涌現。10月，法國聯合多國科學家開發出一種工業技術來提純石墨烯，新方法讓石墨烯更穩定，即使接觸臭氧10分鐘也“毫發無傷”，該成果是納米電子學技術領域的一項重要進步。

在石墨烯應用方面，歐洲超級電容制造商Skeleton公司將石墨烯材料應用于超級電容技術并取得領先，其與法國飛鯨公司合作制造的LCA60T載重飛艇，可運輸60噸的重型、大尺寸貨物，成本大大低于載重直升機，且能耗極低。

在納米材料領域，斯特拉斯堡大學、國家科學研究中心聯合歐洲多國研究人員，合作開發一種柔性、非易失、由有機納米材料組成的光學存儲薄膜晶體管設備，成為可穿戴電子領域的又一重大突破。

在化工領域，綠色化學公司Carbios設計出新的一步法制造聚乳酸工藝，大大降低了制備成本，聚乳酸目前普遍用于3D打印材料。

 

俄羅斯

 

在耐寒材料領域獨樹一幟；研制出可永久保存信息的石英玻璃存儲介質。

亓科偉（本報駐俄羅斯記者）針對俄大部分地區位于寒帶的氣候特點，俄科學家研制出一批低溫條件下使用的新材料。如采用納米材料制成的能抵御-70℃嚴寒的耐寒靴，具有極高耐磨性、熱膨脹系數接近零的納米陶瓷復合材料，以及可在-30℃進行道路維修的新型混合材料和微波加熱瀝青設備等。

在存儲介質方面，俄未來研究基金會門捷列夫化工大學實驗室正在研制一種新型石英玻璃材料存儲介質，或可將信息存儲數百萬年。

 

日本

 

醫用材料開發成果突出，如可防腸粘連的超薄“納米創可貼”，以及可殺死癌細胞的納米線圈。

陳超（本報駐日本記者）日本防衛醫科大學的木下學副教授與早稻田大學的研究團隊最近通過動物實驗查明，一種超薄型“納米創可貼”有防止腹部手術后腸粘連的效果。

日本產業技術綜合研究所開發的在近紅外線激光照射下高效發熱的納米線圈型新材料，可殺死65%的實驗室培養癌細胞，有望在癌癥治療領域得到應用。

 

韓國

 

電池電極技術創新連連；人造肌肉研發取得進展。

邰舉（本報駐韓國記者）韓國一個研究小組開發出一種帶有DNA（脫氧核糖核酸）和富勒烯的納米分子器件，在不同的酸堿度下能夠收縮和舒張，可用于研制人造肌肉。

蔚山科學技術院開發二次電池陰極材料獲得突破：用石墨—硅復合材料替代石墨電極，使電池容量提高了45%，充放電速度比現有電池快30%以上。

韓國科學技術研究院通過采用相同的材料制作電池正極和負極，成功研發出一種新型二次動力電池，同普通的鋰離子電池相比，充電速度提升近百倍，容量增加50%。（何屹 本報駐美國記者）

 

 

2016年世界科技發展回顧

圖文簡介

在芯片和晶體管方面，麻省理工學院開發了一種全新的芯片制造技術，可將不同材料集成于單一芯片層，用于研制功能更強大的計算機；楊百翰大學研究團隊的DNA“折紙術”有望實現更快、更便宜的計算機芯片。