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美国研制出超越现有机器学习系统的全新忆阻器

美国密歇根大学的研究人员研发出一种全新的忆阻器阵列芯片，其处理图片和视频等复杂数据的速度和能效超过了现有最先进的机器学习系统。

忆阻器是一种新型电子器件，能够通过调整内部的原子分布，同时实现数据存储和信号处理功能，可低能耗、高效率地并行实现机器学习里最基本的矩阵运算。研究人员此次制备的是32×32忆阻器阵列，并用该忆阻器阵列实现了“稀疏编码”算法。“稀疏编码”是一种无监督学习方法，可通过芯片上神经元之间的竞争更有效地找出隐含在输入数据内部的结构与模式。在测试中，该忆阻器阵列经过“学习培训”后，仅利用很少的神经元就成功从一些名画和照片中找出了关键特征。

该新型忆阻器可直接集成到现有传感器和摄像系统，实时处理和分析视频数据，还可以通过大规模集成实现超级计算机功能。(侯 茜)

我国首次实现反事实直接量子通信

中国科学院、中国科学技术大学和清华大学等单位的研究人员合作，在国际上首次在实验中实现了反事实直接量子通信，并在实验中演示了图像的反事实传输。

以往经验显示，任何信息的传输都需要通过实物载体。然而，国际著名量子光学专家提出的反事实直接量子通信方案表明，即使通信双方之间没有实物粒子的交换，也能够实现信息的传递。这里“反”的就是人们日常生活中形成的直观认识。

反事实直接量子通信本质上是光的“波粒二象性”的集中体现。其物理实现，最核心的结构是嵌套、级联的干涉仪。研究人员通过深入分析，实现了反事实直接量子通信。一方面，研究人员通过使用可预报单光子源和后选择，在较少的干涉仪数目下得到了完全的反事实性；另一方面，研究人员用被动筛选光子到达时间的策略，以及先进的相位稳定技术，首次制造出了复杂的嵌套、级联单光子干涉仪，并成功传输了一张100×100像素的图片，传输正确率达87%。该方案还可以进一步拓展用于无相互作用成像等领域。

该项研究工作是量子通信领域的全新尝试，推进了人们对量子通信本质的探索，加深了人们对量子力学的理解。 (中 科)

我国自旋量子相干调控研究获进展

中国科学院重庆绿色智能技术研究院量子信息技术研究中心与北京计算科学研究中心合作，在自旋量子相干调控研究方面取得了新的进展。

据悉，量子自旋是实现量子信息处理的重要物理体系，量子自旋的本征特性使其成为构建量子比特的最佳选择。由于量子自旋系统具有退相干时间长、可扩展性好等优势，其在实现量子信息处理方面表现出了诸多优越性。通常，多个自旋量子态的相干调控可通过自旋交换作用来实现，也就是π脉冲技术，该技术的缺点是需要精确控制交换相互作用，来自环境的微弱扰动都会严重破坏量子相干调控的保真度。基于该技术，Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（产生于自旋轨道的相互作用）被认为是不利于量子相干调控的因素。然而，研究人员最新发现，当Dzyaloshinskii-Moriya相互作用满足一定条件时，不仅不会破坏自旋量子态的相干调控，还能大大提高量子相干调控的保真度。

该项研究成果可改善量子信息处理中量子逻辑门的有效操作，减小操作过程中产生的误差，并提高量子逻辑门的抗噪能力。 (重庆院)

美国实现1nm制程工艺 突破半导体工艺极限

美国能源部（DOE）下属布鲁克海文国家实验室的研究人员采用电子束印刷工艺，成功制造出了尺寸仅1nm的印刷设备，创造了新的世界纪录。

布鲁克海文国家实验室的研究人员摒弃了传统的光刻印刷技术，创造性地使用电子显微镜，制造出了比普通电子束印刷（EBL）工艺所能做出的尺寸更小的电子敏感性材料，在聚焦电子束的作用下，达到了可以操纵单个原子的水平。采用该技术可以显著改变材料的性能，使材料从导电变成光传输，并能够在这两种状态下进行交互。

该项研究成果是在DOE下属功能纳米材料中心完成的，1nm印刷使用的是扫描透射电子显微镜（STEM），被隔开11nm，每平方毫米可实现1万亿个特征点密度。此外，研究人员还通过偏差修正STEM，在5nm半栅极和氢氧硅酸盐类抗蚀剂下实现了2nm分辨率。(美 国)

俄罗斯研究人员研制出程序代码错误检测器

俄罗斯科学院系统编程研究所的研究人员开发出一款C＃语言程序静态分析平台软件——SharpChecker，可用于查找程序代码中的错误。

程序代码由人编写，即使水平再高的专家也会出错，因此，在开发安全软件时使用代码分析工具很有必要。此外，由数百万行代码组成的软件系统无法通过手工检查是否存在资料的存储流失、解除空值、属性使用不当、操作平行重复等各种错误。SharpChecker可以部分地弥补人工缺陷。该软件不仅包括代码分析器，还包含用于软件研制的辅助工具，可在帮助程序员纠正代码编写错误的同时，辅助编写工作。

据悉，SharpChecker作为软件分析工具，能够纠正早期出现的错误，显著降低软件研发总成本，高效完成研制工作。 (科技部)

我国在柔性应变传感器研究方面取得进展

中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所的研究人员在柔性应变传感器制备及其力敏特性研究方面取得新进展。

据介绍，聚苯胺（PANI）是一种导电高分子材料，经质子酸掺杂后的电导率处于金属与半导体之间，且其电导率可随酸掺杂浓度的变化而改变，因此，将PANI与弹性材料聚二甲基硅氧烷（PDMS）结合，有望达到应变传感器对低电阻、高灵敏度的要求。基于此，中科院的研究人员以PANI为导电层、PDMS为弹性层制备了PANI/PDMS复合薄膜柔性应变传感器，并对该传感器的性能进行了测试研究。测试结果表明，PANI/PDMS复合薄膜传感器具备一定的柔性，可以拉伸至50%的应变量，灵敏度值最高可达54，远高于其它材料构筑的柔性应变传感器，同时，其具备优秀的循环稳定性，在监测人体活动方面具有潜在应用前景。 (新 华)

新型柔性传感器使折叠触摸屏成为可能

加拿大不列颠哥伦比亚大学开发出一种新型柔性传感器，可满足未来折叠装置对传感器的要求。该传感器是在硅胶层之间夹上一种高导电性凝胶制成的，其硅胶层可检测到滑动、敲击等不同类型的触摸，还可以拉伸、折叠或弯曲。

据介绍，该传感器集多种传感器功能于一身，以凝胶和硅树脂为原材料，原料易得、工艺简单、造价低廉，易于规模化生产，每平方米的成本仅数美元；其延展性强，适用于房间内壁的任何表面或可穿戴设备，亦可作为机器人的“皮肤”，使机器人检测到人类的存在；此外，其足够“柔软”，可使人-机交互环境更加安全。

采用该传感器，未来有望将平板电脑折叠成手机大小放进衣服口袋，或者使人造皮肤感知身体活动和生命体征。 (科技部)

国内首个80nm自旋转移矩—磁随机存储器芯片器件制备成功

北京航空航天大学与中国科学院微电子研究所的研究人员联合制备出了国内首个80nm自旋转移矩—磁随机存储器芯片（STTMRAM）器件。

据介绍，STT-MRAM是一种极具应用潜力的新型存储器解决方案，由于采用了大量的新材料、新结构，加工制备难度极大。当前，

美国、韩国、日本在该项技术上全面领先，很有可能在继硬盘及闪存等存储芯片之后再次形成对我国的技术垄断。

中科院与北京航空航天大学的研究人员合作，经过3年攻关，在STT-MRAM关键工艺技术研究中实现了重要突破，在国内首次采用可兼容传统CMOS（互补金属氧化物半导体）集成电路的工艺方法和流程，成功制备出了直径80nm的磁隧道结，器件性能良好，其中，器件核心参数包括隧穿磁阻效应达到92%，可实现纯电流翻转，且电流密度达到国际领先水平。此外，该项研究成果具备向产品化、产业化转移应用的条件，将推动我国存储器产业的技术突破与发展。 (北 航)

我国基于光子和超导体系的量子计算机研究取得突破

中国科学技术大学的研究人员在基于光子和超导体系的量子计算机研究方面取得了突破：成功构建了世界上首台计算速度超越早期经典计算机的多光子量子计算机；实现了10个超导量子比特的高精度操纵，打破了此前美国保持的纪录。

研究人员利用我国自主研发的高品质量子点单光子源构建了世界首台性能能够超越早期经典计算机的单光子量子计算机，并在光量子计算机原型机上运行了一些量子算法，经测算，其运算速度比此前类似实验快24000多倍，比人类历史上首台电子管计算机和首台晶体管计算机的运行速度快10～100倍。这标志着我国研究人员已能够构建出基于量子的计算机，并与经典计算机同台竞赛了。

除光量子计算研究取得突破外，研究人员在基于超导体系的量子计算研究中也取得了重大成果，实现了10个超导量子比特的高精度操纵，打破了此前美国谷歌公司、美国国家航天航空局等实现的9个超导量子比特的高精度操纵纪录。

要使量子计算机很好地工作，要把所有的量子比特都耦合，然后测量量子耦合状态，即量子纠缠。按照计划，研究人员将在2017年年底分别实现20个光量子比特和20个超导量子比特的操纵。随着可操纵粒子数的增加，量子计算机的计算能力将呈指数增长，将为经典计算机无法解决的大规模计算难题提供有效的解决方案。 (新 华)

中科院发布“金刚”恶意软件智能分析系统

中国科学院软件研究所研制的“金刚”恶意软件智能分析系统正式发布。该系统主要针对网络空间中的有组织攻击——高可持续性威胁（即APT攻击），通过捕捉软件运行过程中的细微异常识别攻击行为，从而阻击网络攻击。

众所周知，有组织的恶意攻击与一般性攻击最大的区别在于其会采用各种先进攻击技术，通常利用未知漏洞（即0Day漏洞）、采用特种木马进行攻击。对于有组织攻击的防御，由于攻击者是一个“技术高手”，会掩盖自己的“外貌特点”，如消除各种代码特征；会利用一些“隐蔽通道”，如利用未公开的漏洞；甚至还会利用特殊手段检查“是否有机关”，如检测是否被调试或在虚拟环境中运行，所以，对其进行防御很难。

“金刚”恶意软件智能分析系统作为一套细粒度、高透明的恶意软件动态检测系统，在软件运行过程分析、程序异常控制流识别等多个方面均取得了突破，可通过探究程序运行中的细微异常，发现程序的“不轨”行为，有效提升网络空间中对恶意软件的防范能力。 (软 件)