บาคาร่าเว็บตรง การนำเสนอนามธรรมของโครงข่ายประสาทเทียมซึ่งทำจากโฟตอนและมีความสามารถด้านความจำที่อาจเกี่ยวข้องกับปัญญาประดิษฐ์ นักวิจัยในอิตาลีและออสเตรียได้สร้างอุปกรณ์ใหม่ที่สามารถส่งข้อมูลควอนตัมที่เชื่อมโยงกันในลักษณะซ้อนทับของโฟตอนเดี่ยว อุปกรณ์นี้รู้จักกันในชื่อควอนตัมเมมริสเตอร์ (quantum memristor) ซึ่งสามารถใช้เพื่อสร้างสถาปัตยกรรมที่เรียกว่า neuromorphic
รุ่นควอนตัม ซึ่งเลียนแบบโครงสร้างของสมองมนุษย์
ตัวต้านทานหน่วยความจำหรือเรียกสั้น ๆ ว่า memristor ได้รับการอธิบายในทางทฤษฎีโดย Leon Chua ในปี 1971 แต่จนถึงปี 2008 นักวิจัยได้สร้างเวอร์ชันที่ใช้งานได้จริงเป็นครั้งแรก คุณสมบัติพิเศษของเมมริสเตอร์คือสามารถตั้งโปรแกรมความต้านทานและจัดเก็บในภายหลังได้ เนื่องจากไม่เหมือนกับตัวต้านทานมาตรฐาน ความต้านทานของ memristor จะเปลี่ยนไปตามกระแสที่ใช้ก่อนหน้านี้ ด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่า “หน่วยความจำ” ยิ่งไปกว่านั้น หน่วยความจำของอุปกรณ์ในสถานะความต้านทานนี้จะยังคงอยู่แม้ในขณะที่ปิดเครื่อง
ในไม่ช้านักวิทยาศาสตร์ก็ตระหนักว่าพฤติกรรมของ memristors นั้นเหมือนกับเซลล์ประสาทในสมองของมนุษย์มาก ซึ่งเรียนรู้โดยการกำหนดค่าจุดแข็งของการเชื่อมต่อ (ไซแนปส์) ระหว่างเซลล์ประสาทใหม่ เมมริสเตอร์สามารถนำฟังก์ชันการเรียนรู้นี้ไปใช้กับการเชื่อมต่อในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เมมริสเตอร์กลายเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของสถาปัตยกรรมนิวโรมอร์ฟิค
กระตุ้นพฤติกรรมการจดจำ ทีมนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเวียนนาสภาวิจัยแห่งชาติ (CNR)ในอิตาลีและPolitecnico de Milanoได้สร้างอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เหมือนเครื่องบันทึกขณะเดียวกันก็ทำหน้าที่ในสถานะควอนตัมและเข้ารหัส/ส่งข้อมูลควอนตัมได้
พวกเขาสร้างอุปกรณ์โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า femtosecond-laser micromachining ซึ่งเลเซอร์จะปล่อยแสงเป็นพัลส์สั้น ๆ เพียง 10 -15วินาทีเพื่อเขียนช่องภายในชิ้นแก้ว ช่องทางเหล่านี้เรียกว่าท่อนำคลื่น เนื่องจากความสามารถในการดักจับหรือ “นำทาง” แสงไปยังเส้นทางที่กำหนดไว้ล่วงหน้า เช่นเดียวกับเส้นใยแก้วนำแสง สมาชิกในทีมMichele Spagnolo ซึ่งเป็นนักศึกษา
ระดับปริญญาเอกที่กรุงเวียนนาอธิบายเมื่องานเสร็จสิ้น
ในอุปกรณ์ของพวกเขา Spagnolo และเพื่อนร่วมงานส่งโฟตอนเดียวไปยังท่อนำคลื่นเหล่านี้ ด้วยธรรมชาติของควอนตัม อนุภาคของแสงเหล่านี้จึงสามารถแยกออกเป็นการวางซ้อนของการอยู่ในท่อนำคลื่นหลายอันพร้อมกันได้ “เราทำการวัดโดยใช้เครื่องตรวจจับโฟตอนเดี่ยวที่ซับซ้อนมากในท่อนำคลื่นตัวใดตัวหนึ่ง และจากนั้นใช้การวัดนั้นเพื่อควบคุมอุปกรณ์โดยใช้ตัวควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นจึงปรับการส่งสัญญาณไปยังเอาต์พุตอื่น” Spagnolo กล่าวกับPhysics World “นี่คือวิธีที่เราสามารถกระตุ้นพฤติกรรมการจดจำในอุปกรณ์ได้”
นักวิจัยกล่าวว่า memristor แบบ Graphene เหมาะสำหรับโครงข่ายประสาทเทียม ตามที่ Spagnolo กล่าว ควอนตัมเมมริสเตอร์ของทีมสามารถเปิดทางไปสู่อุปกรณ์ควอนตัมคลาสใหม่ทั้งหมด การใช้งานที่เป็นไปได้นั้นคาดเดาได้ยาก เนื่องจากโฟโตนิกเมมมิสเตอร์เมมริสเตอร์ยังไม่มีอยู่จนถึงตอนนี้ “นี่ก็เป็นความงามของมันเช่นกัน” เขากล่าว “แต่สิ่งที่ดีที่สุดที่เราสามารถทำได้คือการเดาอย่างมีการศึกษา”
เนื่องจาก memristor แบบคลาสสิกพบแอปพลิเคชั่นในแพลตฟอร์มการคำนวณ neuromorphic นักวิจัยจึงแนะนำว่าคู่ควอนตัมของมันอาจพบแอพพลิเคชั่นในแอพพลิเคชั่นควอนตัม – ประสาท อันที่จริง นักวิจัยแสดงให้เห็นในการศึกษาของพวกเขาซึ่งตีพิมพ์ในNature Photonicsว่าอุปกรณ์ดังกล่าวดูเหมือนว่าจะทำงานได้ดีในโครงการที่เรียกว่าการคำนวณแบบควอนตัมในอ่างเก็บน้ำ “ในขณะนี้ กลุ่มวิจัยของฉันในกรุงเวียนนากำลังทำงานในเวอร์ชันทดลองของรูปแบบการคำนวณของอ่างเก็บน้ำควอนตัม” Spagnolo กล่าวเสริม “นี่หมายถึงการสร้างอุปกรณ์ที่มีควอนตัมเมมโมรีหลายตัวและโฟตอนหลายตัว และแสดงถึงความท้าทายทางเทคโนโลยีที่สำคัญ”
กลไกการจำลองไวรัสของไวรัส SARS-Cov-2
และโมเลกุลของกรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) ที่สร้างขึ้นขณะจำลองแบบอยู่ในพื้นที่ที่แตกต่างกันทางกายภาพของเซลล์ที่ติดเชื้อ การสังเกตการณ์นี้จัดทำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในสหรัฐอเมริกาโดยใช้เทคนิคการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูงหลายสีแบบใหม่ ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สดใหม่เกี่ยวกับวงจรชีวิตของโคโรนาไวรัส และอาจช่วยพัฒนาวิธีการรักษาแบบใหม่เพื่อต่อสู้กับพวกมัน
ไวรัสโคโรน่าที่รับผิดชอบต่อการระบาดใหญ่ของโควิด-19 เป็นหนึ่งในเจ็ดของโคโรนาไวรัสที่สามารถแพร่ระบาดในมนุษย์ และครั้งที่สามภายใน 20 ปีทำให้เกิดโรคที่คุกคามชีวิต ในการพัฒนาวิธีการรักษาที่ดีขึ้นเพื่อต่อสู้กับสิ่งนี้และไวรัสชนิดอื่นๆ นักวิจัยจำเป็นต้องเข้าใจชีววิทยาของจีโนม RNA หรือ gRNA ของโคโรนาไวรัส ในระหว่างการติดเชื้อ เนื่องจาก RNA นี้มี “แบบแปลน” ทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการผลิตโปรตีนที่จำเป็นสำหรับไวรัส เพื่อทำซ้ำ
ทีมงานที่นำโดยWilliam MoernerและStanley Qiที่ Stanford ได้ศึกษาการติดเชื้อ coronavirus ในระดับนาโนโดยใช้กล้องจุลทรรศน์คอนโฟคอลที่มีปริมาณงานสูงและความละเอียดสูง นักวิจัยใช้ HCoV-229E กับไวรัสโคโรน่าในมนุษย์ที่มีอันตรายน้อยกว่า เพราะมันคล้ายกับ SARS-Cov-2 ตรงที่มีเปลือกหุ้มด้วยหนามแหลมของโปรตีนรอบๆ gRNA โปรตีนเหล่านี้รวมถึงโปรตีนที่ทำสำเนา gRNA และโปรตีนที่ประกอบเป็น “บรรจุภัณฑ์” ที่พันรอบ gRNA เพื่อสร้างไวรัสใหม่
ป้ายเรืองแสงหลากสี
ในการศึกษาของพวกเขา Moerner, Qi และเพื่อนร่วมงานได้มุ่งเน้นไปที่ gRNA และ RNA อีกประเภทหนึ่งคือ RNA แบบสองสาย (dsRNA) ซึ่งทำให้สำเนาใหม่ของไวรัส พวกเขาเริ่มต้นด้วยการติดฉลาก gRNA และ dsRNA ด้วยแท็กเรืองแสงที่มีสีต่างกัน – สีม่วงแดงสำหรับ gRNA และสีเขียวสำหรับ dsRNA เพื่อที่พวกเขาจะได้ศึกษาว่า RNA สองประเภทอพยพไปที่ใดในเซลล์ เทคนิคที่พวกเขาใช้ในการทำเช่นนี้ กล้องจุลทรรศน์เรืองแสงคอนโฟคอล
นั้นดีในการบันทึกแสงที่ปล่อยออกมาจากฉลากฟลูออเรสเซนต์ อย่างไรก็ตาม ความละเอียดเชิงพื้นที่จำกัดอยู่ที่โครงสร้างภาพ 250 นาโนเมตรหรือใหญ่กว่า นี่เป็นปัญหาเพราะโคโรนาไวรัสมีขนาดเพียงครึ่งเดียว และโปรตีนและอาร์เอ็นเอที่พวกมันมีอยู่นั้นยังคงเล็กกว่าอยู่ที่ 50 นาโนเมตรและ 10 นาโนเมตรหรือน้อยกว่า ผลที่ได้คือภาพที่ได้จะพร่ามัวและไม่สามารถแยกแยะระหว่างโครงสร้างทางชีววิทยาที่แตกต่างกันได้ บาคาร่าเว็บตรง
