Category Archives: Nano- en Kwantumtechnologie

Quantum Leap

Deel 3 uit een vierdelige serie over ‘The Fabric of the Cosmos’, gebaseerd op een boek van Brian Green, presenteert ‘a wild ride into the weird realm of quantum physics, which governs the universe on the tiniest of scales. Greene brings quantum mechanics to life in a nightclub like no other, where objects pop in and out of existence, and things over here can affect others over there, instantaneously and without anything crossing the space between them. A century ago, during the initial shots in the quantum revolution, the best minds of a generation-including Albert Einstein and Niels Bohr-squared off in a battle for the soul of physics. How could the rules of the quantum world, which work so well to describe the behavior of individual atoms and their components, conflict so dramatically with the everyday rules that govern people, planets and galaxies?’

Een documentaire van NOVA, van november 2015. Zeer de moeite waard deze ongeveer een uur durende film te bekijken en je te verwonderen over de natuurkundige ontwikkelingen die onze toekomst gaan bepalen. Quantum computers zijn slechts een voorbeeld!

Share This:

Quantum computers in a nutshell

Een korte film (half uur) over het ontstaan en de mogelijkheden van de quantumcomputer. Een interessante blik op een ontwikkeling die steeds meer de toekomst van informatietechnologie gaat bepalen. Voor leken begrijpbaar en zeer aanbevolen om op de hoogte te raken van de voordelen van deze vorm van computers.

Share This:

The fourth technological revolution

Informatietechnologie verandert niet alleen de wereld om ons heen, maar laat ons ook naar onszelf kijken, naar de manier waarop we onszelf begrijpen, ons bestaan en onze verantwoordelijkheden. Luciano Floridi (keynote-spreker op de KVAN-dagen komende week in Assen) sprak daarover in een TedX-talk in Maastricht in 2011. Floridi neemt ons mee naar de vierde technologische revolutie na die van Copernicus, Darwin en Freud: de Turing Revolution, een wereld van ‘inforgs’ in een omgeving die volledig bestaat uit informatie. Floridi gaat in op de ethische en morele consequenties van informatietechnologie. In acht minuten….
 

Share This:

Michio Kaku: Time, Cosmic Time

Michio Kaku, een van de bedenkers van de ‘string theory’, heeft vele malen samengewerkt met de BBC in de realisatie van vele documentaires, onder andere over de kwantum theorie. Die documentaire is op deze site te vinden. In de documentaire hier gaat het over tijd en dan vooral de kosmische tijd.

De BBC beschrijft het als volgt:  ‘We like to imagine that time is regular and eternal; the same everywhere and always. But is it? Are our assumptions true or are they illusions? Michio is on a mission to reveal the true nature of time itself, a journey that takes him from science to religion and from science fiction to philosophy. He discovers places where time beats at different rates, where time blurs, and even where time stands still. Michio creates a blueprint for a scientifically accurate time machine and tackles perhaps the biggest question of all, whether time is eternal. His exploration leads to a remarkable realisation. It seems that time itself evolves and time in the distant future of the universe might be so different to the time we know now that we might not recognise it as time at all’.

Het begrip ‘tijd’ krijgt een andere lading. En dat is van groot belang voor informatie. Want gaat ook informatie niet over tijd? Kijk daarvoor eens naar de video hier.

Deze aflevering is onderdeel van een vierdelige serie. Voor de totale serie klik hier.

Share This:

What does the future look like ?

Ik ben een fan van Michio Kaku, de Japans-Amerikaanse natuurkundige die gezien wordt als een van de ‘uitvinders’ van de ‘string theory’. Op deze site zijn verschillende video’s te vinden met hem in de hoofdrol. In 2012 deelde hij zijn visie op de toekomst op een congres in Abu Dhabi. Een analyse van heden en verleden door een meester in presentatie. We publiceerden hier al eens een video met zijn verhaal over de toekomst uit 2009. Een overtuigend verhaal, maar of het werkelijk waar wordt ?

Share This:

Wat is nanotechnologie ?

Wat is nanotechnologie ? Een korte film van Cambridge University over wat deze technologie nu eigenlijk precies inhoudt. Verteld door Stephen Fry. Een kwartiertje lang, maar zeer interessant….

Share This:

Record Keeping & the fundamental fabrics of the universe

Eind 2012 zond BBC Horizon een tweedelige documentaire uit: Order & Disorder. De eerste aflevering ging over energie. De tweede aflevering, waarnaar we hier verwijzen, gaat over, zoals Jim Al Khalili, hoogleraar Theoretische Natuurkunde aan de Universiteit van Surrey, stelt: ‘one of the most important concepts in the world today – information’.

Hij laat zien hoe wij ‘harnessed the power of symbols, everything from the first alphabet to the electric telegraph through to the modern digital age’. En gedurende deze reis laat hij ons zien dat informatie niet enkel gaat om menselijke communicatie, maar dat verweven is in ‘the fabric of reality’ en dat ‘record keeping’ een van de mechanismen is waardoor informatie voldoet aan de fundamentele natuurkundige wetten.

Een ‘must see’ voor iedere informatieprofessional, omdat het blootlegt wat het belang is van informatie in deze wereld. De documentaire duurt een uur, maar de fenomenale presentatie van Al Khalili laat dat uur razendsnel voorbijgaan.

Share This:

Quantumcryptografie niet veilig ?

Twee onderzoekers van de University of Cambridge Computer Laboratory, Ross Anderson (hoogleraar Security Engineering)  en Robert Brady (industrial research fellow), zaaien twijfel over de aanname dat quantumcryptografie beschouwd kan worden als ‘waarschijnlijk veilig’. Ze vragen zich af of de hedendaagse experimenten inzake quantum computers niet eerder klassiek natuurkundige verschijnselen demonstreren dan de verwachte quantum effecten.

Cambridge computer labjpegZe hebben hun verhaal gepubliceerd op Arxiv, hier. In deze paper onderzoeken ze twee kernvragen in het quantumonderzoek. Ze bekijken uiteraard de cryptografie kwestie, maar onderzoeken ook waar het onderzoek naar quantum computers ‘is finding it hard to scale beyond three qubits’, zoals Anderson zegt. Ze schrijven dat ‘Despite the investment of tremendous funding resources worldwide, we don’t have working testbeds; we’re still stuck at factoring 15 using a three-qubit algorithm’.

Continue reading

Share This:

De wereld in 2030 !

‘The World in 2030: How Science will Affect Computers, Medicine, Jobs, Our Lifestyles and the Wealth of our Nations’ is een voordracht van Michio Kaku, een theoretisch natuurkundige en hoogleraar aan de City University of New York. Hij is een van de grondleggers van de ‘string field theory’, een onderdeel van de snaartheorie. Zijn boek The Physics of the Impossible laat zien hoe science fiction mogelijk wordt in de toekomst.

Het is een voordracht uit 2009, en bevat nog steeds veel interessants over mogelijke ontwikkelingen in de toekomst. Kaku figureerde al eerder in films over kunstmatige intelligentie en de quantumtechnologie.

 

Share This:

The Quantum Revolution

De quantumfysica geeft de mensheid de mogelijkheid om de fundamentele bouwblokken van de materie te manipuleren. SF-ideeen als teleportastie, onzichtbaarheid, moleculaire machines op nanaschaal, quantum computers, kunnen realiteit worden. Michio Kaku, die we eerder in een documentaire zagen over artificiele intelligentie, legt in deze documentaire uit wat de impact van de quantum mechanica is. 

Share This:

Kunstmatige intelligentie: de revolutie van machine-intelligentie ?

Kunstmatige intelligentie bepaalt steeds meer de uitvoering van werkzaamheden en wordt steeds meer gebruikt om mensen werkzaamheden uit handen te nemen. Maar het is veel meer !

Wikipedia noemt het: ‘the intelligence of machines and the branch of computer science that aims to create it. AI textbooks define the field as “the study and design of intelligent agents” where an intelligent agent is a system that perceives its environment and takes actions that maximize its chances of success.John McCarthy, who coined the term in 1955, defines it as “the science and engineering of making intelligent machines”‘.

Het is mijn stellige overtuiging dat ‘intelligent agents’ steeds meer de werkzaamheden van de mens in informatiebeherende functies zal gaan overnemen. Niet van vandaag op morgen, maar het zal wel gaan gebeuren.

De BBC maakte in 2007 een documentaire over de opkomst en potentie van kunstmatige intelligentie, die de moeite waard is om te bekijken. Het is een hele zit (een uur), maar de tijd vliegt.

Update: (14 juni 2012) de volledige, aaneengesloten video werd snel na publicatie op deze website van YouTube verwijderd. In plaats daarvan is de video slechts in delen te raadplegen. We laten die verschillende delen hieronder volgen.

 

 

 

 

 

 

Share This:

Moore’s law ter discussie

Moderne technologie centreert zich grotendeels rondom de logische circuits van de semiconductors. Het uitbreiden van de logica naar het domein van de nanotechnologie vereist de samenstelling van informatiesystemen op atomaire schaal. Dat is een grote uitdaging gebleken. ‘Both the electric nature of individual atoms and the need to place them at specific points within a crystal lattice has kept scientists from creating atom-scale transistors until the present’, zo stelt Michelle Simmons, leider van de groep wetenschapper van de University of New South Wales en directeur daar van het ARC Centre for Quantum Computation and Communication Technology. ‘We have created a working transistor consisting of a single atom placed precisely in a silicon crystal’. Deze atomaire accuraatheid kan een elementaire bouwsteen zijn voor een toekomstige quantumcomputer van ongekende efficiency. Tot nu toe zijn dit soort transistoren, bestaande uit een atoom, slechts bij toeval gerealiseerd, waarbij de onderzoekers veelal ‘have had to search through many devices or tune multi-atom devices to isolate one that works’.

Continue reading

Share This:

Een zichzelf reparerende computer ?

Onderzoekers van de Northwestern University hebben (volgens een persbericht) ‘created a hybrid nanomaterial consisting of electrically conductive particles coated with a positively charged chemical and surrounded by negatively charged atoms’. Het onderzoek kan uiteindelijk leiden tot computers ‘that are able to rewire themselves and change the functions of their internal components as needed’.

Het hybride materiaal, dat door het team van Bartosz Grzybowski, professor Chemical en Biological Engineering aan NWU, is gemaakt, combineert verschillende aspecten van siliconen- en polymeren gebaseerde elektronica ‘to create nanoparticle-based electronics’. Deze op nanotechnologie gebaseerde elektronica ‘can handle streams of electrons flowing in multiple, or even opposing, directions at the same time’. Het duurt echter nog even voordat er een zichzelf reparerende computer zal zijn.

Continue reading

Share This:

Qubits makkelijker leesbaar

Wetenschappers van de TU Delft en de Stichting FOM zijn erin geslaagd om een stabiele mini-quantumcomputer bestaande uit vier quantumbits op een chip van diamant nauwkeurig uit te lezen. Ze maakten gebruik van ‘verstrengeling’. Dat is een quantummechanisch verschijnsel waarbij de toestanden van twee deeltjes niet los van elkaar gezien worden: hun toestanden zijn verbonden, ook als ze zich op grote afstand van elkaar zouden bevinden.

In een quantumcomputer fungeert de draairichting van individuele elektronen en van atoomkernen als quantumbit: linksom draaien is een ‘0’, rechtsom een ‘1’. Het probleem van quantumbits is dat ze niet stabiel zijn. Ze vervallen snel, waardoor berekeningen vroegtijdig worden afgebroken. Dit vervalprobleem hebben de onderzoekers omzeild door atoomkernen als qubits te gebruiken. Dat zijn relatief stabiele quantumbits, omdat ze nauwelijks wisselwerken met hun omgeving. Ze zijn echter ook lastig ‘uit te lezen’.

Continue reading

Share This:

Touchsensoren in nylondraad

4 maart 2011

Japanse onderzoekers hebben touchsensoren verweven in nylondraden, die onder andere gebruikt kunnen worden in kleding. De sensoren kunnen dan informatie geven over wat de drager van de touchkleding aan het doen is. De ingebouwde sensoren zijn een micrometer dik, van het capacitieve soort en verweven in nylondraden die eveneens een dikte van een micrometer hebben. De onderzoekers zijn erin geslaagd om van de nanodraden een stuk stof te maken met een lengte van 1,2 meter. Uiteindelijk moeten daaruit kledingsstukken worden gevormd waarmee het mogelijk wordt om te registereren wat er rondom de drager van het materiaal gebeurt. Volgens de onderzoekers kan dit echter eerder al toegepast worden in ziekenhuizen voor bedpatiënten. Door bedlakens uit te rusten met de touchsensoren kan bijvoorbeeld worden geregistreerd wanneer een patiënt uit bed valt. Voor het fabriceren van de touchdraden werd een stuk nylondraad verweven met een organisch geleidend materiaal met daaromheen een laag niet-geleidend materiaal. De sensoren kunnen op deze manier aanraking registreren, waarbij informatie over sensorische input naar een computer kan worden gestuurd.

Continue reading

Share This:

De toekomst is niet ver weg

19 januari 2011

Fysici aan de Australische Universiteit van Queensland hebben tijdsteleportatie ontdekt. Net zoals kwantumfysica teleportatie in de ruimte toelaat, is hetzelfde mogelijk in de tijd. Dat betekent niet dat wij naar de toekomst kunnen gaan. De ontdekking toont wel aan dat verstrikte kwantumdeeltjes in de toekomst kunnen reizen, zonder aanwezig te zijn in de periode tussen nu en de toekomst. Voorheen was bekend dat kwantumteleportatie werkt in de ruimte. Twee identieke deeltjes op verschillende locaties zijn op zo’n manier verbonden dat hun kwantumstaat altijd gelijk is. Als de staat van het ene partikel verandert, past de staat van het tweede partikel zich meteen aan. Zelfs met verschillende lichtjaren tussen verschillende partikels zal hun kwantumstaat op een bepaald tijdstip altijd gelijk zijn. Dit is een fenomeen dat ons begrip van de realiteit ondermijnt; het wordt alleen maar complexer door deze nieuwe ontdekking.

Continue reading

Share This:

Communicatie via lichtstralen is snel

2 december 2010

IBM-onderzoekers hebben een doorbraak bereikt door met lichtstralen dataverbindingen tussen chips te versnellen. De kracht van supercomputers kan hierdoor verduizendvoudigd worden. De nieuwe technologie, die CMOS Integrated Silicon Nanophotonics genoemd wordt, integreert elektrische en optische modules op een enkel stuk silicium. Hierdoor kunnen elektrische signalen op transistorniveau lichtstralen doorsturen die chips sneller laten communiceren, vertelt IBM-onderzoeker Will Green. De technologie zou in de toekomst tot extreem snelle supercomputers kunnen leiden. Het huidige maximum van een supercomputer ligt op ongeveer 2 petaflops, oftewel tweeduizend biljoen calculaties per seconde. De photonicstechnologie kan eerder genoemde snelheid laten verbeteren tot een miljoen biljoen calculaties per seconde, oftewel een exaflop. Volgens IBM moet het te doen zijn om voor 2020 zo’n ‘exascale computer’ te bouwen.

Continue reading

Share This:

Kwantumcryptografie in Nederland

15 oktober 2010

Siemens IT Solutions and Services heeft met partners als eerste in Nederland een superveilige verbinding tussen zijn datacenters in Den Haag en Zoetermeer tot stand gebracht op basis van kwantumcryptografie. Het gaat om een proefopstelling. De met kwantumcryptografie beveiligde verbinding maakt gebruikt van ‘quantum key distribution’, waarbij continu nieuwe sleutels worden aangemaakt en uitgewisseld tussen zender en ontvanger. Door gebruik te maken van de principes van de kwantummechanica is het onmogelijk om een perfecte kopie van een sleutel te maken, omdat ze worden verstuurd in de vorm van afzonderlijke lichtdeeltjes, fotonen. Fotonen zijn maar één keer meetbaar, daarna veranderen ze op een willekeurige manier. Als de eigenschappen van de fotonen onderweg zijn veranderd, kunnen de legitieme gebruikers zien of de sleutel is ‘afgeluisterd’. De veiligheid van ‘quantum key distribution wordt gegarandeerd door fundamentele natuurwetten over het gedrag van materie en energie – kwantummechanica – in plaats van wiskundige aannames. Siemens ISS werkt in de proefopstelling samen met het Australische Senetas dat de conventionele cryptografie verzorgd, en het Zwitserse IDQ dat de kwantumcryptografie voor zijn rekeing nam. Het demoproject, dat samen met het Platform voor InformatieBeveiliging (PvIB) is georganiseerd, loopt tot het eind van het jaar.

Continue reading

Share This:

Opslag op atoomniveau ?

28 september 2010

Onderzoekers bij IBM hebben een nieuwe meetmethode ontwikkeld die het mogelijk maakt om het gedrag van atomen op zeer hoge snelheid te bestuderen. Zo kan worden vastgesteld hoe lang een atoom informatie kan vasthouden. Waar IBM nu in geslaagd is, zo staat te lezen in het vooraanstaande vakblad Science, is om de (magnetische) fenomenen en processen die plaatsvinden binnen atomen tot 100.000 keer sneller te visualiseren dan voorheen. Daardoor kan bijvoorbeeld gemeten worden hoe lang informatie in een atoom kan blijven. Bij de nieuwe techniek wordt een scanning tunneling microscope ingezet. Een atoom wordt allereerst via een sterke elektrische impuls gestimuleerd. Met behulp van een tweede, zwakkere impuls kunnen vervolgens de magnetische eigenschappen van een atoom worden gemeten. Door dit proces in zeer hoog tempo uit te voeren – een meetframe is slechts een nanoseconde lang – kan volgens de onderzoekers het gedrag van atomen realtime worden opgeslagen, bekeken en geanalyseerd. Zo wordt het onder andere mogelijk om vast te stellen hoe lang een atoom informatie, in de vorm van bits, kan bewaren.

Continue reading

Share This:

Duitsers willen opslag met nanobollen

16 juni 2010

Europese onderzoekers, onder leiding van een Duitse wetenschapper, hopen een Europese opslagschijvenindustrie in het leven te roepen met hun technologie op basis van nanobolletjes. De techniek belooft hoge opslagcapaciteiten. De onderzoekers waren eerst verenigd in het Mafin– of Magnetic Films on Nanospheres-project en worden geleid door de Duitse wetenschapper Manfred Albrecht van de technische universiteit van Chemnitz. Het Mafin-project is het TeraMagStor-project geworden, een samentrekking van Terabit Magnetic Storage Technologies. De TeraMagStor-medewerkers denken magnetische opslagcapaciteiten van een terabit per vierkante inch te kunnen realiseren in de toekomst. Door siliciumbolletjes met een doorsnede van 25 nanometer als magnetische domeinen in te zetten, zou die capaciteit kunnen worden gehaald. Huidige magnetische domeinen op de ferromagnetische toplaag van een harde schijf bestaan uit enkele tientallen 'korrels' van ongeveer 7nm doorsnede.

Continue reading

Share This: