משרד המלחמה
DOW-UAP-D150, AAWSAP DIRD, מחשוב קוונטי ושימוש במולקולות אורגניות בטכנולוגיית אוטומציה, דצמבר 2010
DOW-UAP-D150_AAWSAP-DIRD-Quantum-Computing-and-Utilizing-Organic-Molecules-in-Automation-Technology-December-10-2010.pdf
תצוגות מהעמודים הראשונים של המסמך · בקובץ אין תמונה / רישום / קטע עיתונות.
// אין תצוגות מקדימות
הקובץ אינו מכיל תוכן ויזואלי שזוהה (תמונה / קליפינג / רישום). תוכן המסמך זמין דרך ה-OCR למטה ובהורדת המקור.
// מה תמצאו כאן?
// תקציר רשמי
מסמך זה הוא מסמך עזר מודיעיני ביטחוני (DIRD), פורמט עזר טכני שבו השתמשה סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA) כדי לתעד ידע בסיסי בנושא מסוים לשימוש אנליטי עתידי. מוטב להבין מסמכי DIRD כתוצרי עזר וסינתזה ולא כמחקר מקורי. זהו אחד מ-38 מסמכי DIRD שהופקו במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSAP) בין 2009 ל-2011. מאחר שהיקפה של AAWSAP התיר מגוון רחב של נושאים תומכים, לא כל מסמך DIRD בסדרה עוסק ישירות במערכות תעופה וחלל או בהערכת איומים עתידיים. הסיכום שלהלן משקף את היקפו ואת מסגרתו של ה-DIRD בעת כתיבתו, ואין לקרוא אותו כמרמז על תיקוף עכשווי של הרעיונות הנדונים. DIRD זה סוקר רעיונות מחשוב מתקדמים ליישומי חלל ואוטומציה עתידיים, תוך התמקדות במחשוב קוונטי ומולקולרי (מבוסס DNA) כחלופות אפשריות לאלקטרוניקת סיליקון קונבנציונלית. הדו"ח מציג את עקרונות המחשוב הקוונטי לצד שערים לוגיים מבוססי DNA, הרכבה עצמית ומנגנוני תיקון בקנה מידה ננומטרי, וטוען כי ארכיטקטורות לא קונבנציונליות אלה עשויות בסופו של דבר להציע יתרונות בעמידות לקרינה, בחוסן פיזי ובעיבוד ייעודי על גבי פלטפורמות בחלל. הוא מציין כי המכשולים המעשיים בטווח הקרוב נותרים משמעותיים. מערכות קוונטיות עדיין תלויות בקירור קריוגני מורכב, במיגון ובאתגרי אמינות שלא נפתרו, בעוד שמחשוב מבוסס DNA נותר רעיון לעתיד הרחוק ולא חלופה ישימה למעבדים כלליים. בסך הכול, המסמך מציג את שתי המסגרות כאפשרויות ארוכות טווח שיוכלו להשלים, ולא להחליף באופן מיידי, אלקטרוניקה מוכחת המוסמכת לחלל. מסקנתו היא שהטיעונים החזקים יותר והקרובים יותר בזמן לארכיטקטורות כאלה נוגעים לתפקידים ייעודיים מאוד או היברידיים, ולא ליישומי מחשוב כלליים ובשלים לחלוטין על גבי הפלטפורמה. בוצעו השמטות כדי להגן על זהות עדי ראייה, מיקומי מתקנים ממשלתיים, או מידע פוטנציאלית רגיש על אתרים צבאיים שאינם קשורים ל-UAP. לא בוצעו השמטות בקבצים שפורסמו תחת הנחיית הנשיא טראמפ בנוגע למידע על טבעם או קיומם של מפגשים שדווחו כ-UAP או תופעות נלוות.
הצגת המקור באנגלית
// תוכן המסמך — תרגום
בלתי מסווג // לשימוש רשמי בלבד
מחשוב קוונטי וניצול מולקולות אורגניות בטכנולוגיית אוטומציה
מסמך העזר המודיעיני הביטחוני (DIRD) מספק מידע עזר סמכותי, שאינו מהותי, הנוגע לנושאים או לשיטות עבודה מודיעיניים.
הוכן על ידי:
אגף התרעה טכנולוגית (DWO-4)
משרד ההתרעה הביטחוני
מנהלת הניתוח
סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA)
מחבר:
AAP Person 73
הערה מנהלית
אזהרת זכויות יוצרים: אין היתר להפצה נוספת של התצלומים בפרסום זה.
מוצר זה הוא אחד מסדרת דוחות טכנולוגיה מתקדמת שהופקו בשנת הכספים 2010 במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSA) של משרד ההתרעה הביטחוני בסוכנות המודיעין הביטחוני. הערות או שאלות הנוגעות למסמך זה יש להפנות אל AAP Person 1, מנהל תוכנית AAWSA, סוכנות המודיעין הביטחוני, לידי: JUIAF - DI/DWO-3, בניין 6000, וושינגטון די.סי. 20340-5100.
תוכן העניינים
עוצמת מחשוב על-מהירה ביישומי תעופה וחלל — 7
תמרון קיוביטי ספין בנקודות קוונטיות מגרפן בהשוואה ל-GaAs — 18
רלקסציית ספין ואובדן פאזה (דה-פאזינג) בנקודות קוונטיות מגרפן — 19
טכנולוגיות תהודה מגנטית גרעינית (NMR) — 22
מנגנוני דיכוי שגיאות בהרכבה עצמית של DNA — 28
הרכבה עצמית באמצעות התקנים מיקרו-זורמיים מבוססי DNA — 31
איורים
איור 3. משמאל: דיאגרמת אנרגיה לנקודה קוונטית בגרפן חד-שכבתי. מימין: מצבים קשורים…
איור 4. (a) גרף בסולם צבעים של המוליכות ההדדית. (b) אחד מקודקודי המבנה דמוי חלת הדבש ב-Vsd = 800 µV: דיאגרמות יציבות מטען לטוריים…
איור 6. מבנה התקן מינהור בגרפן דו-שכבתי — 18
איור 8. צימוד למרחק רב של שלושה קיוביטים מגרפן — 19
איור 9. ננו-מכונה מ-DNA המונעת על ידי הוספה רציפה וחוזרת של DNA בקרה…
איור 10. מולקולת DNA רקומביננטית עם חיתוך באנזים הגבלה וקצוות דביקים…
איור 11. שני ננו-מוטיבים סימטריים של DNA והגבישים שגודלו באמצעותם — 26
איור 12. (למעלה a–e) האוטומט התאי XOR ומימושו באמצעות … מבוסס אריחים…
איור 12 (המשך). (למטה a–e) תמונות AFM של הרכבה עצמית אלגוריתמית של…
איור 14. תוצאות הדמיה של גדילה ב-(A) ה-OTM, (B) ה-PTM ו-(C) ה-LTM — 30
איור 15. שלושה סוגי שגיאה בהרכבה עצמית של אריחי DNA: (a) שגיאת גדילה (b) שגיאת פאה (c) שגיאת גרעון. קווים אדומים מציינים את הצלעות שאינן תואמות — 31
איור 16. התקן מיקרו-זורמי להרכבה עצמית של אריחי DNA — 32
איור 17. (A) תרשים סכמטי של מסנתז DNA מיקרו-זורמי בן 16 עמודות…
איור 20. תכנון פונקציונלי של שער לוגי מבוסס DNA — 37
איור 22. מבני שערים בסיסיים, הנגזרים מ… אלוסטרי…
+ // המקור באנגלית
// Excerpt (first ~3,000 chars)
UNCLASSIFIED//FOR OFFICIAL USE ONLY
Quantum Computing and Utilizing Organic Molecules in
Automation Technology
The Defense Intelligence Reference Document provides non-substantive but
authoritative reference information related to intelliqence topics or methodoloqies.
Prepared by:
Technology Warning Division (DW0-4)
Defense Warning Office
Directorate for Analysis
Defense Intelligence Agency
Author:
AAP Person 73
COPYRIGHT WARNING: Further dissemination of the photographs in this publication is not authorized.
This product is one in a series of advanced technology reports produced in FY 2010 under the
Defense Intelligence Agency, Defense Warning Office's Advanced Aerospace Weapon System
Applications \AAWSA) Program. Comments or questions pertaining to this document should be
addressed to AAP Person 1
l AAWSA Program Manager, Defense Intelligence Agency,
ATTN: JUIAF - DI/DWO-3, Bldg 6000, Washington, DC 20340-5100.
1
Contents
Ultrafast Computing Power in Aerospace Applications ................................................... 7
Manipulation of Spin Qubits in Graphene Quantum Dots Relative to GaAs ........... 18
Spin Relaxation and De-phasing in Graphene Quantum Dots ............................... 19
Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Technologies ............................................... 22
Error Suppression Mechanisms in DNA Self-Assembly.......................................... 28
Self-assembly with DNA-based Microfluidic Devices ............................................ 31
2
Figures
Figure 3. Left; Energy diagram for quantum dot in single-layer graphene. Right; Bound
Figure 4. (a) Color scale plot of the transconductance. (b) One of the vertices of the
honeycomb structure at Vsd = 800 µV: Charge stability diagrams for series-
Figure 6. Bilayer graphene tunneling device structure................................................. 18
Figure 8. Long distance coupling of three graphene qubits............................................ 19
Figure 9. A DNA nanomachine driven by repeated sequential addition of DNA control
Figure 10. Recombinant DNA molecule with restriction enzyme cleavage and sticky end
Figure 11. Two symmetric DNA nanomotifs and the crystals grown using them.......... 26
Figure 12. (top a-e) The XOR Cellular Automaton and Its Implementation by Tile-Based
Figure 12 (continued). (bottom a-e) AFM Images of Algorithmic Self-assembly of
Figure 14. Simulation results of growth in (A} the OTM, (B) the PTM, and (C} the LTM.30
Figure 15. Three Types of Error in DNA Tile Self-assembly (a) Growth error (b) Facet
error (c) Nucleation error. Red lines indicate the mismatched sides.......... 31
Figure 16. Micro-fluidic device for DNA tile self-assembly............................................ 32
Figure 17. (A) Schematic diagram of a 16-column microfluidic DNA synthesizer
Figure 20. Functional design of a DNA based logic gate............................................... 37
Figure 22. Basic gate structures, derived from allostericall…
// Full OCR
// עוד ממהדורה 06