Construído um computador quântico com arquitetura clássica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 02/09/2011

O chip, batizado de quCPU, contém uma versão quântica de um computador de arquitetura von Neumann, operando em três camadas. [Imagem: Erik Lucero]

Computador von Neumann quântico

Dois novos estudos publicados no exemplar desta sexta-feira da revista Science descrevem grandes avanços no desenvolvimento dos computadores quânticos.

Embora esta tecnologia ainda esteja em um estágio bastante inicial, no futuro os computadores quânticos poderão resolver problemas complexos demais para os computadores atuais, mesmo considerando seu avanço contínuo.

No primeiro estudo, um grupo dos Estados Unidos e do Japão apresenta nada menos do que uma versão quântica de um computador tradicional, de arquitetura von Neumann.

Nesta arquitetura, uma memória quântica de acesso aleatório pode ser programada através de uma CPU quântica, ambas construídas em um único chip, fornecendo os componentes-chave para uma versão quântica de um computador clássico.

Isto representa um novo paradigma no desenvolvimento da computação quântica.

A informação quântica (cubos azuis representam 0s e vermelhos representam 1s) é processada na camada superior da arquitetura e armazenada na camada intermediária, a memória quântica (cubos em ordem). A informação quântica já usada pode então ser deletada na camada inferior. [Imagem: Peter Allen/UCSB]

CPU quântica

Os pesquisadores demonstraram dois componentes que estão no coração de cada computador: a unidade central de processamento e uma memória para armazenar tanto instruções quanto dados.

É, obviamente, uma máquina ainda rudimentar, baseada em uma série integrada de circuitos supercondutores e um circuito no qual a informação quântica vai e volta entre os elementos de armazenamento e os elementos de processamento.

E uma máquina bastante fria: como é baseada em circuitos supercondutores, ela precisa de temperaturas criogênicas para apresentar um comportamento quântico.

quCPU

O circuito integrado quântico inclui dois qubits (bits quânticos), um barramento de comunicação, dois bits de memória e um registrador - tudo quântico.

Ou seja, em princípio, é um computador quântico em um chip - os cientistas o chamaram de quCPU.

A vantagem é que, por seguir as leis da mecânica quântica, esse computador permite efetuar cálculos ao mesmo tempo em que se grava na memória, além dos já tradicionais bits que podem ser 0 e 1 ao mesmo tempo, ou 30% de 0 e 70% de 1, e qualquer variação semelhante.

O simulador quântico funciona como um computador porque pode ser usado para fazer cálculos que reproduzem o comportamento de qualquer sistema que obedeça as leis da mecânica quântica. [Imagem: Harald Ritsch]

Simulador quântico

No outro estudo, uma equipe austríaca descreve um outro tipo de computador quântico, na verdade, um simulador quântico digital.

Esse simulador pode ser programado e reprogramado para simular de forma eficiente qualquer outro sistema quântico.

Ben Lanyon e seus colegas demonstram que uma série de íons aprisionados, e suas interações, podem ser controladas e manipuladas com precisão, permitindo que um sistema quântico qualquer seja simulado e seu comportamento observado em laboratório.

O dispositivo usa seis íons de cálcio, bem presos e resfriados por um laser, como qubits.

"Nossos resultados demonstram os princípios fundamentais da simulação digital quântica e fornece evidências de que o nível de controle necessário para um dispositivo em larga escala está ao nosso alcance," escrevem eles.

Estima-se que um dispositivo "em larga escala", ou seja, um simulador quântico prático, precisa ter cerca de 40 qubits.

Bibliografia:
Universal digital quantum simulation with trapped ions
B. P. Lanyon, C. Hempel, D. Nigg, M. Muller, R. Gerritsma, F. Zahringer, P. Schindler, J. T. Barreiro, M. Rambach, G. Kirchmair, M. Hennrich, P. Zoller, R. Blatt, C. F. Roos
ScienceXpress
1 September 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1126/science.1208001
Implementing the Quantum von Neumann Architecture with Superconducting Circuits
Matteo Mariantoni, H. Wang, T. Yamamoto, M. Neeley, Radoslaw C. Bialczak, Y. Chen, M. Lenander, Erik Lucero, A. D. OConnell, D. Sank, M. Weides, J. Wenner, Y. Yin, J. Zhao, A. N. Korotkov, A. N. Cleland, John M. Martinis
ScienceXpress
ScienceXpress
Vol.: Published online
DOI: 10.1126/science.1208517

Fonte: Inovação Tecnológica

Empresa demonstra TV 100% sem fio na IFA 2011

Por Jonathan D. Machado, 1 de Setembro de 2011

Além de não precisar nem mesmo do cabo de energia, a TV também pode carregar a bateria de outros gadgets sem usar fio nenhum.

Haier Wireless 3D HDTV (Fonte da imagem: Divulgação Haier)

A Haier, uma empresa de eletrônicos que ainda tem pouca presença no Brasil, revelou hoje (1º de setembro) aquela que seria a primeira TV 3D 100% wireless do mundo. O produto está sendo demonstrado no stand da empresa na IFA 2011, maior feira de eletrônicos que está acontecendo em Berlin.

A HDTV de 55 polegadas é alimentada por um dispositivo de ressonância magnética que a Haier chama de “Power Wireless”. Nele, bobinas magnéticas no aparelho recebem sinais elétricos de uma base especial posicionada a até um metro de distância. Já o sinal de vídeo é transmitido através da conexão Wireless Home Digital Interface (WHDI), ou através da própria TV digital.

Além de alimentar a TV, o mesmo sistema Power Wireless pode ser usado para recarregar a bateria de outros gadgets portáteis, que podem ficar posicionados a uma certa distância do aparelho. Dessa forma, a HDTV da Haier atuaria como um carregador sem fio universal.

A Haier também planeja revelar outros modelos 100% Wireless com 65 polegadas e resolução QFHD, com 3840 x 2160 pixels. Detalhes sobre os preços ou a data de lançamento dos produtos ainda não foram revelados.

Fonte: Tecmundo

IBM está criando o maior HD do mundo

Quando estiver pronto, o disco poderá armazenar absurdos 120 milhões de gigabytes

O resultado é igual a juntar uns 200 mil HDs iguais a esse aí de cima

Quem lida constantemente com tecnologia sabe a capacidade de armazenamento em disco cresce todo dia, mas isso já está ficando ridículo! A IBM está desenvolvendo um drive de nada menos que 120 petabytes de espaço.

Esse número absurdo é equivalente a 120 milhões de gigabytes, ou 200 mil HDs atuais trabalhando juntos, ou espaço suficiente para guardar aqueles 24 milhões de arquivos mp3 que você não sabia onde colocar.

Como – você pergunta – como eles fizeram para conseguir isso?

Os engenheiros insanos alinharam drives individuais em gavetas horizontais - como em servidores instalados em grandes centros de armazenamento de dados – a diferença é que eles aumentaram as “gavetas” para receber mais discos ao mesmo tempo.

Para além da parte física, foi necessário criar um novo sistema de backup, que identifica discos que estão ficando saturados e passa a reproduzir a informação em outros discos, permitindo que o sistema como um todo funcione continuamente sem lentidão.

Outra inovação é um sistema (chamado GPFS) que espalha arquivos por múltiplos discos. Espalha, é isso mesmo. O sistema permite que o computador leia ou grave partes diferentes de um mesmo arquivo ao mesmo tempo em discos diferentes.

O sistema está sendo criado por encomenda para um cliente que preferiu ficar anônimo. Será usado para simulações detalhadas de “fenômenos da vida real”.

Bruce Hillberg, diretor de pesquisa em armazenamento da IBM, reconhece que por enquanto isso tudo é “insano”, mas enxerga que no futuro o sistema pode se tornar padrão em sistemas de computação em nuvens.

Fonte: Technology Review

Computador minúsculo e de US$ 35 dólares roda Quake III [vídeo]

Por Danilo Amoroso, 30 de Agosto de 2011

Desenvolvedores querem criar um computador acessível e com capacidade para executar tarefas básicas.

Raspberry Pi é o nome de um computador em desenvolvimento que vai fazer jus á frase “Tamanho não é documento”. Ele não é somente pequeno, como também tem um poder de fogo considerável, haja vista a capacidade de rodar Quake III e tocar vídeos Full HD via HDMI. O preço: de US$ 25 a US$ 35.

Há poucos meses, os desenvolvedores do Raspberry Pi demonstravam apenas algumas fotos dos circuitos e um vídeo com David Braben, fundador do projeto. Hoje, já podemos conferir o computador em execução, e fazendo bonito com Quake III.

Sim, é um jogo antigo, mas, guardadas às devidas proporções, o feito do computador é elogiável. O game não é emulado, e sim compilado normalmente. Há planos para montar uma rede e disputar partidas online em uma demonstração futura.

 

Especificações

• Processador ARM11 de 700 MHz;
• 128 ou 256 MB de memória SDRAM;
• OpenGL ES 2.0;
• Decodificação 1080p30 H.264;
• USB 2.0;
• Slot para cartão SD/MMC/SDIO;
• Portas USB e Ethernet 10/100 opcionais.

O intuito do projeto Raspberry Pi é oferecer uma porta de entrada mais acessível para quem deseja um computador com o básico necessário. No momento, o computador está em estágio Alpha.

A placa é um pouco maior do que um cartão de crédito, mas poderá ser ainda menor. Ela tem seis camadas atualmente, mas deverá ter quatro na versão final. O preço básico é de US$ 25, no entanto, os fabricantes afirmam que vão oferecer um modelo maior e com mais memória RAM por um custo adicional de US$ 5 ou US$ 10.

Modelo Alpha do Raspberry Pi. (Fonte da imagem: Raspberry Pi)

Os desenvolvedores mantêm um blog com todas as novidades do projeto. Clique aqui para acessar o site e acompanhar o progresso.

Fonte: Tecmundo

Holodeck na prática: visualização 3D com holografia eletrônica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 29/08/2011

O primeiro holodeck?

[Imagem: Yamamoto et al.]

Comunicação ultra-realística

Um grupo de cinco pesquisadores do Instituto Nacional de Tecnologias de Informações e Comunicações, do Japão, construiu o mais completo sistema holográfico já visto até o momento.

Kenji Yamamoto e seus colegas reuniram uma série de tecnologias, incluindo a holografia eletrônica e sensores de mapeamento de raios de luz, para construir um sistema visual 3D completo em ambiente natural.

O experimento é um passo significativo para a demonstração das capacidades das comunicações ultra-realísticas à distância, levando a chamada telepresença a outro nível - um nível mais próximo das imagens holográficas e outros "holodecks" visto em filmes de ficção científica.

A holografia tradicional é uma tecnologia que reconstrói a luz de forma a simular a presença do objeto a ser mostrado, projetando as imagens em uma tela holográfica.

Já a holografia eletrônica usa um sistema informatizado para simular cada parte da projeção holográfica. Isto a torna muito mais intensiva em recursos computacionais, mas sem maiores entraves tecnológicos.

300 câmeras são responsáveis por gerar uma malha superdensa de informações dos raios de luz. [Imagem: Yamamoto et al.]

Holografia eletrônica

O novo protótipo de holografia eletrônica avança em várias áreas, incluindo a eliminação das interrupções de luz, o aumento do campo de visão e a captura dos dados para construção do holograma em luz natural.

A câmara holográfica construída pelos pesquisadores japoneses usa um conjunto de nada menos do que 300 câmeras digitais, dispostas com um intervalo de 1,22° (pouco mais de 3 centímetros uma da outra) em um círculo de três metros de diâmetro.

São essas câmeras, todas apontando para o centro da câmara, que capturam as informações do objeto a ser "holografado".

No primeiro experimento, os cientistas usaram uma boneca, uma vez que um objeto estático ajuda a refinar seus algoritmos de tratamento de imagens. No próximo passo, eles pretendem apresentar resultados com uma pessoa em movimento.

Informações dos raios de luz

Embora o resultado supere a qualidade dos hologramas tradicionais, os pesquisadores japoneses não estão satisfeitos com o resultado do seu holograma, e afirmam ser possível melhorar muito. [Imagem: Yamamoto et al.]

Os dados de todas as câmeras precisam ser adequadamente mesclados e interpolados por meio de processamento de sinais, produzindo o que os pesquisadores chamam de "rede superdensa de informação dos raios de luz".

Segundo eles, esta é a primeira vez que se obtém um resultado com grande "redução de erros visíveis" nesse tipo de processamento.

Uma solução interessante para a geração da imagem 3D real a partir das câmeras 2D foi encontrada na chamada "transformação projetiva": a profundidade é tratada como um plano. "Esta estimativa não é apropriada, mas a qualidade da imagem foi sem nenhuma dúvida decente," escrevem os pesquisadores.

Mas eles não se mostraram satisfeitos com a qualidade do holograma.

Segundo os pesquisadores, com a quantidade de informações disponíveis na sua "malha superdensa de informações de raios de luz" há potencial para melhorias.

"A qualidade da imagem sintetizada foi decente, mas a reconstrução 3D do holograma não foi. Nossa pesquisa futura pretende superar essas limitações," afirmam.

Bibliografia:
3D visual system using electronic holography
Kenji Yamamoto, Yasuyuki Ichihashi, Takanori Senoh, Ryutaro Oi, Taiichiro Kurita
SPIE
24 August 2011
DOI: 10.1117/2.1201108.003779

Fonte: Inovação Tecnológica