2012年世界科技发展回顾信息技术篇

2012年世界科技发展回顾

信息技术篇信息技术美国硬件技术的发展经历了风起云涌的一年，而大数据、云计算、智能终端等软件和服务也在创新中成为主流。毛黎（本报驻美国记者）IBM研制出由12个原子组成的目前最小磁性存储单元，储存密度达到了量子计算机的级别；哈佛大学证^NA为已知的信息存储密度最高介质，并成功将一本课本的全部内容写进了一小段）NA序列；一项国际合作成功研发出一种能够将大量图像信息加密存储^NA芯片中的化学方法；科学家在室温下使用铷原子蒸气存储了两幅图像信息，并实现了用摄像机重播；美国和荷兰科学家在钻石结构内构建出量子计算系统，其包含有使该计算机免于退相干的保护机制；哈佛大学制造出室温状态的量子比特，存储信息可近两秒钟，比早期系统寿命增加了近6个数量级，再创新纪录；科学家设计和制造了首个可进行因式分解的量子处理器，可成功地将合数15分解成3和5的乘积。科学家利用量子隧穿效应成功制作出低发热和低能耗的隧穿场效应晶体管（TFET），找到了提升半导体芯片集成度和效能的新途径。科学家让中微子以接近光的速度穿过240米厚的石头传递信息；南卡罗莱纳大学领导的多国研究小组新开发的光束缠绕和组合系统，能够以每秒2.56兆兆位的最高传输速度传递信息，是宽带电缆的8500倍。首个由光子电路元件组成的“超电子”电路问世；设计出2微米高的表面发射激光器以实现芯片内光学连接；使用硫化镉纳米线制造出首个全光光子开关并将其与逻辑门结合，为光子计算机的诞生打下了基础；半导体芯片被嵌入光纤中，以制造一种具有高速数据传输功能的新器件；科学家还掌握了在光纤内嵌入微小液滴的技术，以制造可以播放3D画面的柔性显示屏。布朗大学脑研所研究人员开发的硅芯片可让瘫痪患者通过意念控制机器手臂。在植入瘫痪14年的患者凯蒂•哈钦森大脑后，哈钦森拿起了一杯咖啡，并送到嘴边喝了一口。这种大脑植入技术未来或可治愈失去四肢控制力的患者以及如精神分裂症和抑郁症等精神疾病患者。麻省理工学院研制出一种能够同时利用自然光、热和机械振动等能源工作的“自主能源供应”芯片；此外，“非精确”芯片的理论和硬件研发也取得了新进展。西北大学开发出保持石墨烯晶格结构并调控其光电性能的新技术；科学家制造出全新的碳基材料氧化石墨烯（GMO），有望取代硅应用于电子设备中；哥伦比亚大学证明了石墨烯具有卓越的非线性光学性能，研发出石墨烯硅光电混合芯片。德国德国今年成功运行了欧洲最快的超级计算机，并采取进一步措施巩固其信息基础设施强国地位。李山（本报驻德国记者）德国名为“SuperMUC”的超级计算机2012年投入了运行。该设备位列全球超级计算机排行榜第4位和欧洲第1位。而截至2012年6月，德国已有两台超级计算机进入世界前10位。此外，德国的超级计算机计划还有高斯超级计算中心（GCS）2017年截止的超级计算机及计算能力网络化计划，以及2012年新上马的两个超级计算机项目寺。德国研究人员应用纳米技术研制出最小的信息存贮器，用）6个原子存储一个字节（Byte）的信息，而硬盘存储器需要超过5亿个原子以完成同样工作。新技术有望将硬盘的存储密度提升100倍以上。德国科学家联合完成了“复合网络计算机”的理论体系并开始系统搭建。根据新的理论体系，计算机使用“摆”和“鞍点”的运动特性描述和处理数据，能够完成所有的逻辑运算，在一些应用中优于数字计算方式。德国在软件模拟、智能控制等信息技术的产业应用领域也取得了大量进展。英国存储技术持续成为研发热点，新的存储设备、通讯和数据传输技术及应用取得突破，政府对信息技术研发与信息安全重视有加。刘海英（本报驻英国记者）存储技术的研发是近年来的热点。英国约克大学等机构研究人员发现一种使用热量改变磁体极性的技术，可令磁盘的数据存储速度比目前使用的温盘快数百倍；而英国伦敦大学等机构研究人员发现了一种可制作储存器的硅氧化物材料，与现在闪存中广泛使用的硅材料相比耗电量更低，存取速度提升两个数量级。英美科学家携手完成了将半导体芯片嵌入光纤的复合型高速光电光纤，在通讯以及其他光电混合应用领域意义重大；英荷等国科学家成功开发出一项快速控制单光子路径和偏振的量子芯片技术，可使计算机的运算能力和安全性提升到新水平；英国领导的国际团队成功研发出微米级硅芯片“光学漩涡光束”发射器阵列，以探索光漩涡的量子力学特性，开发量子通信和量子计算所需的基础性功能；包括英国科学家在内的一个国际研究小组首次成功制成迄今为止最小的逻辑电路，仅用5只晶体管的单电子半加器，可望进一步降低集成电路的功耗，提升计算能力；英国量子密码学的应用研究取得重大进展，研究人员成功将一串量子密钥通过商用光纤传输了90公里，噪音数据同时以每秒10亿字节的速率双向传输。英国政府对信息技术进行了重点扶持，包括帮助中小企业进行云计算创新，成立新的网络安全研究机构，开通英国第四代移动通信4G）网络等。日本日本在信息基础设施、信息技术应用特别是信息技术的市场化等具有优势的领域继续取得进展。葛进（本报驻日本记者）世界排名第三的日本超级计算机“京”2012年投入使用。日本NTT公司等开发出远距离光纤高速数据传送技术在1秒中将1pb（1000兆字节）的数据传送了52.4公里；日本企业开发的超小型光纤通讯设备具有每秒钟传输1000亿比特数据的高速处理能力，采用空气冷却，消耗电力只有2瓦。日本产业技术综合研究所与鹿儿岛大学等研究机构的研究人员开发出一种尖端测量技术，能够捕捉运动物体表面以及两个物体接触瞬间表面变形的图像，进行高速高精度和高密度的测量。以色列以色列在信息技术应用领域提升了产业能力，获得了商业成果。冯志文（本报驻以色列记者）在发展传统信息产业的基础上，以色列提出了一个更进一步的发展方向，倡导在以互联网为代表的现代信息技术的基础上发展新兴高科技产业。近年来，以色列新兴高科技产业的发展引人注目。2012年，微软公司在以色列启动了该公司全球首个创新加速器项目。阿尔卡特朗讯公司此前也在以色列成立了全球云计算中心。以色列已经成为全球云计算中心之一，以及谷歌、苹果、思科等信息产业领军企业的研发中心。据统计，以色列现有新媒体高科技公司720家，其中初创型公司450家，许多已成为该领域的世界知名企业，GilatSatcom公司的卫星和光纤通讯服务覆盖亚、非和中东地区，RADWIN为全球140个国家的数码城市提供语音、视频和数据无线传输服务，在以色列高科技产业出口中占有重要位置，2011年出口总值超过100亿美兀。韩国2012年，韩国政府在提高信息技术领域核心竞争力方面加大支持力度。薛严（本报驻韩国记者）2012年韩国政府重点加强本国在信息通信领域融合技术的核心竞争力，包括对融合技术进行推广。此外，韩国还继续加大软件领域的研发投资，提升行业基础实力。2012年年初，韩国知识经济部提出了《2012年度信息通信技术振兴计划》，主要涉及技术研发、人才培养、标准化和基础设施建设等4个方面，预算资金9650亿韩元（约合53亿人民币），其中用于加强软件行业竞争力的资金为996亿韩元，增幅10.2%。韩国行政安全部发表的《2012国家信息化白皮书》显示，韩国信息基础设施规模不断扩大，已经成为名副其实的信息技术强国。截@012年8月，韩国互联网利用率高达78%，无线网络利用率同比增加5.9个百分点达65.2%。而无线网络利用终端中，智能手机占比高达60%以上。随着利用智能手机上网的人数增加，韩国移动手机银行注册用户数同比激增297%,超过1000万人。2012年，韩国电子政府在联合国电子政府评价中连续两年排名第一。2012年9月，韩国知识经济部发布信息技术产业进出口动向报告称，韩国信息技术产业成功扭转贸易逆差，并创下年内最高值。而这一成就是在韩国进出口贸易逆差整体增大的经济环境下取得的。南非继续引领非洲大陆的宽带和信息技术应用热潮。李学华（本报驻南非记者）2012年8月，光纤运营商SEACOM使用PICs技术在南非境内长达1700公里的光纤骨干网上进行500Gb/s相十光传输试验并获得成功。这是PICs全球首次在商用平台上完成该实验。这种技术能够拓展光纤的数据传输能力，SEACOM采用该技术，可以将陆地光纤的性能提升到8Tb/s，比目前水平提高10倍。南非宣布