Уфуқи пештара - ва берун аз он ...

Аз як тараф, онхо бояд ба мо барои маглуб кардани рак, аник пешгуй кардани обу хаво ва азхуд кардани синтези ядрой ёрй расонанд. Аз тарафи дигар, тарси он вуҷуд дорад, ки онҳо боиси харобии ҷаҳонӣ мешаванд ё башариятро ғулом мекунанд. Бо вуҷуди ин, дар айни замон, ҳаюлоҳои ҳисоббарорӣ ҳанӯз ҳам наметавонанд некии бузург ва бадии умумиро дар як вақт анҷом диҳанд.

Дар солҳои 60-ум компютерҳои самараноктарин қудрат доштанд мегафлопҳо (миллионҳо амалиёти нуқтаи шинокунанда дар як сония). Аввалин компютер бо қудрати коркард олї 1 ГФЛОПС (гигафлопс) буд Крей 2, аз ҷониби Cray Research дар соли 1985 истеҳсол шудааст. Модели аввал бо қудрати коркард зиёда аз 1 TFLOPS (терафлопс) буд ASCI Сурх, аз ҷониби Intel соли 1997 сохта шудааст. Қувваи 1 PFLOPS (петафлопс) расид Роҳбар, аз ҷониби IBM дар соли 2008 бароварда шудааст.

Рекорди кунунии қудрати ҳисоббарорӣ ба Sunway TaihuLight Чин тааллуқ дорад ва 9 PFLOPS аст.

Гарчанде, ки шумо мебинед, мошинҳои пуриқтидор ҳанӯз ба садҳо петафлоп нарасидаанд, торафт бештар системаҳои exascaleки дар он кувва бояд ба назар гирифта шавад exaflopsach (EFLOPS), яъне. тақрибан зиёда аз 1018 амалиёт дар як сония. Бо вуҷуди ин, чунин тарҳҳо ҳанӯз дар марҳилаи лоиҳаҳои дараҷаҳои гуногуни мураккаб мебошанд.

КОХИРА (, амалиёти нуқтаи шинокунанда дар як сония) як воҳиди қудрати ҳисоббарор аст, ки асосан дар барномаҳои илмӣ истифода мешавад. Он нисбат ба блоки қаблан истифодашудаи MIPS фарогиртар аст, ки маънои шумораи дастурҳои протсессор дар як сонияро дорад. Флоп СИ нест, аммо онро метавон ҳамчун воҳиди 1/с шарҳ дод.

Барои саратон ба шумо экзашка лозим аст

Як экзафлоп ё ҳазор петафлопс аз ҳама XNUMX суперкомпютери беҳтарин дар маҷмӯъ бештар аст. Олимон умедворанд, ки насли нави мошинҳои дорои чунин иқтидор дар соҳаҳои гуногун пешрафтҳо меорад.

Қувваи коркарди Exascale дар якҷоягӣ бо технологияҳои босуръат пешрафтаи омӯзиши мошинсозӣ, масалан, дар ниҳоят бояд кӯмак кунад рамзи саратонро вайрон кунед. Миқдори маълумоте, ки духтурон бояд барои ташхис ва табобати саратон дошта бошанд, он қадар бузург аст, ки барои компютерҳои маъмулӣ аз ӯҳдаи ин кор душвор аст. Дар як омӯзиши маъмулии биопсияи варам зиёда аз 8 миллион ченкунӣ гирифта мешавад, ки дар рафти он табибон рафтори варам, посухи онро ба табобати фармакологӣ ва таъсири бадани беморро таҳлил мекунанд. Ин уқёнуси воқеии маълумот аст.

гуфт Рик Стивенс аз лабораторияи Аргонн Вазорати энергетикаи ШМА (DOE). -

Олимон тадқиқоти тиббиро бо қувваи ҳисоббарор якҷоя карда, кор мекунанд Системаи шабакаи нейронии CANDLE (). Ин ба шумо имкон медиҳад, ки нақшаи табобатро бо назардошти эҳтиёҷоти инфиродии ҳар як бемор пешгӯӣ кунед ва таҳия кунед. Ин ба олимон дар фаҳмидани заминаи молекулавии мутақобилаи асосии сафедаҳо, таҳияи моделҳои пешгӯии вокуниши маводи мухаддир ва пешниҳод кардани стратегияҳои оптималии табобат кӯмак мекунад. Аргонна боварӣ дорад, ки системаҳои exascale метавонанд замимаи CANDLE-ро аз 50 то 100 маротиба тезтар аз супермошинҳои пуриқтидортарин, ки имрӯз маълуманд, иҷро кунанд.

Аз ин рӯ, мо мунтазири пайдоиши суперкомпьютерҳои азим ҳастем. Аммо, версияҳои аввал ҳатман дар ИМА пайдо намешаванд. Албатта, ИМА дар мусобиқа барои эҷоди онҳо ва ҳукумати маҳаллӣ дар лоиҳае маълум аст Аурора бо AMD, IBM, Intel ва Nvidia ҳамкорӣ карда, кӯшиш мекунад, ки аз рақибони хориҷӣ пеш ояд. Аммо, интизор меравад, ки ин пеш аз соли 2021 рух диҳад. Дар ҳамин ҳол, дар моҳи январи соли 2017 коршиносони чинӣ дар бораи эҷоди як прототипи барҷаста эълон карданд. Модели пурраи ин навъи воҳиди ҳисоббарорӣ - Тянҳе-3 — вале ба гумон аст, ки дар чанд соли наздик тайёр шавад.

Чиниҳо сахт нигоҳ доранд

Гап дар сари он аст, ки аз соли 2013 инҷониб таҳаввулоти чинӣ дар феҳристи пуриқтидортарин компютерҳои ҷаҳон қарор дорад. Вай солҳо ҳукмронӣ мекард Тянҳе-2ва акнун нахл ба зикршуда тааллук дорад Sunway TaihuLight. Гумон меравад, ки ин ду мошини пуриқтидортарин дар Шоҳигарии Миёна аз ҳама бисту як суперкомпьютерҳои Вазорати энергетикаи ИМА хеле тавонотаранд.

Олимони Америка, албатта, мехоханд мавкеи рохбарикунандаеро, ки панч сол пеш ишгол карда буданд, аз нав ба даст оваранд ва дар болои системае кор карда истодаанд, ки ин корро ба онхо имкон медихад. Он дар лабораторияи миллии Оук Риҷ дар Теннесси сохта мешавад. Саммит (2), суперкомпьютере, ки дар охири соли ҷорӣ ба истифода дода мешавад. Он аз қудрати Sunway TaihuLight зиёдтар аст. Он барои озмоиш ва таҳияи маводҳои нав, ки қавӣ ва сабуктар аст, барои тақлид кардани дохили Замин бо истифода аз мавҷҳои акустикӣ ва дастгирии лоиҳаҳои астрофизикӣ, ки пайдоиши коинотро таҳқиқ мекунанд, истифода мешавад.

2. Нақшаи фазоии суперкомпьютери Саммит

Дар Лабораторияи Миллии Аргонна, олимон ба зудӣ нақша доранд, ки дастгоҳи боз ҳам тезтар созанд. маълум аст A21Интизор меравад, ки нишондиҳанда ба 200 петафлопс мерасад.

Ҷопон низ дар мусобиқаи суперкомпьютерҳо ширкат мекунад. Ҳарчанд ба наздикӣ рақобати ИМА ва Чин то андозае дар соя афтода бошад ҳам, маҳз ҳамин кишвар нақша дорад, ки Системаи ABKI (), 130 петафлоп қудратро пешниҳод мекунад. Ҷопониҳо умедворанд, ки чунин суперкомпьютер метавонад барои рушди AI (зеҳни сунъӣ) ё омӯзиши амиқ истифода шавад.

Дар ҳамин ҳол, Парлумони Аврупо танҳо тасмим гирифт, ки суперкомпютери Иттиҳоди Аврупоро миллиард евро созад. Ин ҳаюло ҳисоббарорӣ кори худро барои марказҳои тадқиқотии қитъаи мо дар охири солҳои 2022 ва 2023 оғоз мекунад. Мошин дар дохили он сохта мешавад Лоиҳаи EuroGPCва сохтмони он аз ҷониби давлатҳои узв маблағгузорӣ карда мешавад, бинобар ин Полша низ дар ин лоиҳа ширкат хоҳад кард. Қувваи пешгӯии он одатан ҳамчун "пешгӯӣ" номида мешавад.

То ба ҳол, тибқи рейтинги соли 2017, аз 202 суперкомпютери тезтарин дар ҷаҳон, Чин 40 чунин мошин (144%) дорад, дар ҳоле ки Амрико 29 ададро (XNUMX%) назорат мекунад.

Чин инчунин 35% қувваи компютерии ҷаҳонро истифода мебарад ва дар муқоиса бо 30% дар ИМА. Кишварҳои баъдӣ, ки аз ҳама суперкомпютерҳо дар рӯйхат ҷойгир шудаанд, Ҷопон (35 система), Олмон (20), Фаронса (18) ва Британияи Кабир (15) мебошанд. Қобили зикр аст, ки новобаста аз кишвари пайдоиш, ҳамаи панҷсад суперкомпютерҳои пуриқтидор версияҳои гуногуни Linux-ро истифода мебаранд ...

Онҳо худашон тарҳрезӣ мекунанд

Суперкомпьютерҳо аллакай як воситаи пурарзише мебошанд, ки соҳаҳои илм ва технологияро дастгирӣ мекунанд. Онҳо ба муҳаққиқон ва муҳандисон имкон медиҳанд, ки дар соҳаҳои монанди биология, пешгӯии обу ҳаво ва иқлим, астрофизика ва силоҳи ҳастаӣ пешрафтҳои устувор (ва баъзан ҳатто ҷаҳиши бузург ба пеш) ба даст оранд.

Боқимонда аз қудрати онҳо вобаста аст. Дар тӯли даҳсолаҳои оянда истифодаи суперкомпютерҳо метавонад вазъи иқтисодӣ, низомӣ ва геополитикии он кишварҳоеро, ки ба ин навъи зерсохтори муосир дастрасӣ доранд, ба таври назаррас тағйир диҳад.

Пешравӣ дар ин соҳа чунон босуръат аст, ки тарҳрезии наслҳои нави микропросессорҳо ҳатто барои захираҳои сершумори инсонӣ аллакай хеле душвор шудааст. Аз ин сабаб, нармафзори пешрафтаи компютерӣ ва суперкомпьютерҳо дар таҳияи компютерҳо, аз ҷумла онҳое, ки префикси "супер" доранд, ҳарчи бештар нақши асосиро мебозанд.

3. Суперкомпютери Ҷопон

Ширкатҳои дорусозӣ ба зудӣ метавонанд ба шарофати қудратҳои бузурги ҳисоббарорӣ пурра фаъолият кунанд коркарди шумораи зиёди геномҳои инсон, хайвонот ва наботот, ки барои ба вучуд овардани дорухои нав ва муоличаи касалихои гуногун ёрй мерасонанд.

Сабаби дигар (воқеан яке аз сабабҳои асосӣ) он аст, ки ҳукуматҳо барои рушди суперкомпьютерҳо ин қадар сармоягузорӣ мекунанд. Мошинҳои самараноктар ба раҳбарони низомии оянда дар таҳияи стратегияҳои дақиқи ҷангӣ дар ҳама гуна вазъияти ҷангӣ кӯмак мекунанд, имкон медиҳанд, ки системаҳои бештар самараноки аслиҳа таҳия карда шаванд ва мақомоти ҳифзи ҳуқуқ ва хадамоти иктишофиро дар муайян кардани таҳдидҳои эҳтимолӣ пешакӣ дастгирӣ кунанд.

Қувваи кофӣ барои симулятсияи мағзи сар

Суперкомпьютерҳои нав бояд барои кушодани суперкомпьютерҳои табиии ба мо муддати тӯлонӣ маълум - майнаи инсон кӯмак расонанд.

Ба наздикӣ як гурӯҳи байналмилалии олимон алгоритмеро таҳия карданд, ки як қадами нави муҳим дар моделсозии алоқаҳои асаби майна мебошад. Нав алгоритми NESTИнтизор меравад, ки дар як ҳуҷҷати дастрасии кушод дар Frontiers in Neuroinformatics нашр шудааст, интизор меравад, ки 100 миллиард нейронҳои ба ҳам алоқаманди мағзи сари инсонро дар суперкомпютерҳо тақлид кунад. Дар ин кор олимони маркази тадқиқотии Олмон Ҷулич, Донишгоҳи илмҳои ҳаёт дар Норвегия, Донишгоҳи Аахен, Институти RIKEN-и Ҷопон ва Институти шоҳии технологияи KTH дар Стокголм ҷалб карда шуданд.

Аз соли 2014 инҷониб симулятсияҳои бузурги шабакаҳои нейронӣ дар суперкомпьютерҳои RIKEN ва JUQUEEN дар Маркази суперкомпютерҳои Юлих дар Олмон кор мекунанд, ки пайвасти тақрибан 1% нейронҳои майнаи инсонро тақлид мекунанд. Чаро танҳо ин қадар зиёд? Оё суперкомпютерҳо тамоми майнаро тақлид карда метавонанд?

Сюзанна Кункел аз ширкати шведии KTH мефаҳмонад.

Ҳангоми симулятсия потенсиали амали нейрон (импулсҳои кӯтоҳи электрикӣ) бояд тақрибан ба ҳамаи 100 XNUMX нафар фиристода шавад. компютерҳои хурд, ки гиреҳҳо номида мешаванд, ҳар кадоме бо як қатор протсессорҳо муҷаҳҳаз шудаанд, ки ҳисобҳои воқеиро иҷро мекунанд. Ҳар як гиреҳ тафтиш мекунад, ки кадоме аз ин импулсҳо ба нейронҳои виртуалӣ, ки дар ин гиреҳ мавҷуданд, алоқаманданд.

4. Моделсозии робитаҳои майнаи нейронҳо, яъне. мо танҳо дар оғози сафар ҳастем (1%)

Аён аст, ки миқдори хотираи компютер, ки протсессорҳо барои ин битҳои иловагӣ барои як нейрон талаб мекунанд, бо андозаи шабакаи нейрон меафзояд. Барои гузаштан аз симулятсияи 1% тамоми майнаи инсон (4) лозим аст XNUMX маротиба бештар хотира назар ба он чизе ки имрӯз дар ҳама суперкомпютерҳо мавҷуд аст. Аз ин рӯ, дар бораи ба даст овардани симулятсияи тамоми майна танҳо дар заминаи суперкомпьютерҳои барҷастаи оянда сухан рондан мумкин аст. Дар ин ҷо алгоритми насли ояндаи NEST бояд кор кунад.

ТОП-5 суперкомпьютерҳои ҷаҳон

1. Sanway TaihuLight – Суперкомпютери 93 PFLOPS соли 2016 дар Вуси, Чин ба кор даромад. Аз моҳи июни соли 2016, он дар рӯйхати TOP500 суперкомпютерҳо бо баландтарин қудрати ҳисоббарорӣ дар ҷаҳон пешсаф аст.

2. Тянхэ-2 (Роҳи Каҳкашон-2) як суперкомпьютер бо қудрати ҳисоббарории 33,86 PFLOPS мебошад, ки аз ҷониби NUDT () дар Чин сохта шудааст. Аз июни соли 2013

то моҳи июни соли 2016 он босуръаттарин суперкомпьютер дар ҷаҳон буд.

3. Pease Dynt - тарҳе, ки аз ҷониби Cray таҳия шудааст, ки дар Маркази миллии суперкомпютерҳои Швейтсария насб шудааст (). Он ба наздикӣ такмил дода шуд - суръатбахшҳои Nvidia Tesla K20X бо суръатбахшҳои нави Tesla P100 иваз карда шуданд, ки имкон дод, ки қудрати ҳисоббарорӣ дар тобистони соли 2017 аз 9,8 то 19,6 PFLOPS зиёд карда шавад.

4. Гиоку суперкомпютерест, ки аз ҷониби ExaScaler ва PEZY Computing таҳия шудааст. Воқеъ дар Агентии Ҷопон оид ба илм ва технологияи баҳрӣ (JAMSTEC) Институти геологияи Йокогама; дар як ошьёнаи симулятори Замин. Қувва: 19,14 PFLOPs.

5. Титан суперкомпютери 17,59 PFLOPS аст, ки аз ҷониби Cray Inc истеҳсол шудааст. ва моҳи октябри соли 2012 дар Лабораторияи Миллии Оук Риҷ дар Иёлоти Муттаҳида ба кор андохта шуд. Аз ноябри соли 2012 то июни соли 2013, Титан тезтарин суперкомпютери ҷаҳон буд. Ҳоло он дар ҷои панҷум қарор дорад, аммо ба ҳар ҳол тезтарин суперкомпьютер дар ИМА мебошад.

Онҳо инчунин барои бартарият дар квантӣ рақобат мекунанд

IBM боварӣ дорад, ки дар панҷ соли оянда на суперкомпютерҳо дар асоси чипҳои анъанавии кремний, балки ба пахши барномаҳо шурӯъ мекунанд. Ба гуфтаи муҳаққиқони ширкат, саноат ҳоло фаҳмидани он аст, ки компютерҳои квантӣ чӣ гуна истифода мешаванд. Интизор меравад, ки муҳандисон дар тӯли панҷ сол аввалин барномаҳои асосии ин мошинҳоро кашф кунанд.

Компютерҳои квантӣ воҳиди ҳисоббарориро истифода мебаранд, ки ном дорад як зироъ. Нимноқилҳои оддӣ иттилоотро дар шакли пайдарпайии 1 ва 0 муаррифӣ мекунанд, дар ҳоле ки кубитҳо хосиятҳои квантиро нишон медиҳанд ва метавонанд ҳамзамон ҳисобҳоро ҳамчун 1 ва 0 иҷро кунанд. Ин маънои онро дорад, ки ду кубит ҳамзамон пайдарпайии 1-0, 1-1, 0-1-ро ифода карда метавонанд. . ., 0-0. Қувваи ҳисоббарорӣ бо ҳар як кубит ба таври экспоненсиалӣ меафзояд, аз ин рӯ, аз ҷиҳати назариявӣ як компютери квантӣ бо ҳамагӣ 50 кубит метавонад нисбат ба пурқувваттарин суперкомпютерҳои ҷаҳон қудрати коркарди бештар дошта бошад.

D-Wave Systems аллакай як компютери квантиро мефурӯшад, ки гуфта мешавад аз он 2 адад аст. кубит. Аммо Нусхаҳои D-Wave(5) баҳсбарангезанд. Гарчанде ки баъзе муҳаққиқон онҳоро барои истифодаи хуб истифода кардаанд, онҳо то ҳол аз компютерҳои классикӣ бартарӣ надоранд ва танҳо барои синфҳои муайяни мушкилоти оптимизатсия муфиданд.

5. Компютерҳои квантии D-Wave

Чанд моҳ пеш лабораторияи Google Quantum AI протсессори нави квантии 72-кубитро намоиш дод. конусҳои бӯй (6). Он метавонад ба зудӣ ба "бартарияти квантӣ" ноил шавад, ки аз суперкомпютери классикӣ пеш ояд, ҳадди аққал вақте ки сухан дар бораи ҳалли баъзе мушкилот меравад. Вақте ки протсессори квантӣ дар амалиёт сатҳи хатогии ба қадри кофӣ пастро нишон медиҳад, он метавонад нисбат ба суперкомпьютери классикӣ бо вазифаи дақиқ муайяншудаи IT самараноктар бошад.

6. Протсессори квантии Bristlecone 72 qubit

Дар навбати навбатӣ протсессори Google буд, зеро дар моҳи январ, масалан, Intel системаи квантии 49-кубити худро эълон кард ва пештар IBM версияи 50-кубитро муаррифӣ кард. чипи Intel, Лоиҳӣ, дар дигар роххо низ навоварона аст. Ин аввалин микросхемаҳои интегралӣ "нейроморфӣ" аст, ки барои тақлид кардани он, ки майнаи инсон чӣ гуна меомӯзад ва мефаҳмад, тарҳрезӣ шудааст. Он "комилан функсионалӣ" аст ва дар охири соли ҷорӣ барои шарикони тадқиқотӣ дастрас хоҳад шуд.

Аммо, ин танҳо ибтидо аст, зеро барои мубориза бо ҳаюлоҳои кремний, ба шумо лозим аст, ки z. миллионхо кубит. Гурӯҳе аз олимони Донишгоҳи техникии Ҳолланд дар Делфт умедворанд, ки роҳи расидан ба чунин миқёс истифодаи кремний дар компютерҳои квантӣ аст, зеро аъзоёни онҳо роҳи ҳалли истифодаи кремнийро барои сохтани протсессори квантии барномарезишаванда пайдо кардаанд.

Дар таҳқиқоти худ, ки дар маҷаллаи Nature нашр шудааст, дастаи Ҳолланд гардиши як электронро бо истифода аз энергияи микроволновка назорат мекард. Дар кремний, электрон дар як вақт ба боло ва поён чарх мезанад ва онро дар ҷои худ нигоҳ медорад. Пас аз ба даст овардани ин, даста ду электронро ба ҳам пайваст ва онҳоро барномарезӣ кард, то алгоритмҳои квантиро иҷро кунанд.

Дар асоси кремний сохтан мумкин буд протсессори квантии ду-бит.

Доктор Том Уотсон, яке аз муаллифони таҳқиқот, ба Би-би-сӣ тавзеҳ додааст. Агар Уотсон ва дастаи ӯ тавонистанд, ки электронҳои бештарро муттаҳид кунанд, он метавонад ба исён оварда расонад. коркардкунандагони qubitин моро ба компютерхои квантии оянда як кадам наздик мекунад.

- Ҳар касе, ки компютери квантии пурра коркунанда месозад, дар ҷаҳон ҳукмронӣ хоҳад кард Манас Мукерҷӣ аз Донишгоҳи миллии Сингапур ва муфаттиши асосии Маркази миллии технологияи квантӣ чанде қабл дар мусоҳиба гуфт. Мусобиқа байни бузургтарин ширкатҳои технологӣ ва лабораторияҳои тадқиқотӣ айни замон ба истилоҳ нигаронида шудааст бартарияти квантй, нуқтае, ки дар он компютери квантӣ метавонад ҳисобҳои берун аз ҳама чизеро, ки компютерҳои пешрафтаи муосир пешниҳод мекунанд, иҷро кунад.

Намунаҳои дар боло овардашуда аз дастовардҳои Google, IBM ва Intel гувоҳӣ медиҳанд, ки ширкатҳои Иёлоти Муттаҳида (ва аз ин рӯ, давлат) дар ин соҳа бартарӣ доранд. Аммо ба наздикӣ, Alibaba Cloud-и Чин платформаи роёниши абрии 11-кубит дар асоси протсессориро баровард, ки ба олимон имкон медиҳад алгоритмҳои нави квантиро санҷанд. Ин маънои онро дорад, ки Чин дар соҳаи блокҳои ҳисоббарории квантӣ низ нокро бо хокистар намепӯшонад.

Бо вуҷуди ин, кӯшишҳо барои эҷоди суперкомпьютерҳои квантӣ на танҳо ба имкониятҳои нав шавқманданд, балки боиси ихтилофҳо низ мешаванд.

Чанд моҳ пеш дар конфронси байналмилалии технологияҳои квантӣ дар Маскав Александр Львовский (7) аз Маркази квантии Русия, ки ҳамзамон профессори физикаи Донишгоҳи Калгарии Канада аст, гуфта буд, ки компютерҳои квантӣ воситаи несту нобудбидуни эҷод.

7. Профессор Александр Львовский

Ӯ чӣ дар назар дошт? Пеш аз ҳама, амнияти рақамӣ. Дар айни замон, ҳама маълумоти ҳассоси рақамӣ, ки тавассути Интернет интиқол дода мешаванд, барои ҳифзи махфияти ҷонибҳои манфиатдор рамзгузорӣ карда мешаванд. Мо аллакай ҳолатҳоеро дидем, ки ҳакерҳо метавонанд ин маълумотро тавассути шикастани рамзгузорӣ халалдор кунанд.

Ба гуфтаи Львов, пайдоиши компютери квантӣ кори киберҷинояткоронро осонтар мекунад. Ҳеҷ як асбоби рамзгузорие, ки имрӯз маълум аст, наметавонад худро аз қудрати коркарди компютери воқеии квантӣ муҳофизат кунад.

Санадҳои тиббӣ, маълумоти молиявӣ ва ҳатто асрори ҳукуматҳо ва созмонҳои низомӣ дар як табақ дастрас хоҳанд буд, ки ин маънои онро дорад, ки, тавре ки Львовский қайд мекунад, технологияи нав метавонад ба тамоми тартиботи ҷаҳонӣ таҳдид кунад. Коршиносони дигар бар ин боваранд, ки тарси русҳо беасос аст, зеро эҷоди суперкомпютери воқеии квантӣ низ имкон медиҳад криптографияи квантиро оғоз мекунад, вайроннашаванда хисоб меёбад.

Муносибати дигар

Илова ба технологияҳои анъанавии компютерӣ ва рушди системаҳои квантӣ, марказҳои гуногун бо усулҳои дигари сохтани суперкомпьютерҳои оянда кор мекунанд.

Агентии амрикоии DARPA шаш марказро барои ҳалли алтернативии тарроҳии компютер маблағгузорӣ мекунад. Меъморие, ки дар мошинҳои муосир истифода мешавад, шартан номида мешавад меъмории фон НейманОҳ, ӯ аллакай ҳафтодсола шудааст. Дастгирии созмони дифоъӣ ба муҳаққиқони донишгоҳҳо ҳадафи таҳияи равиши оқилонатар барои коркарди миқдори зиёди маълумот аз ҳарвақта аст.

Буферӣ ва ҳисобкунии параллелӣ Ана, якчанд мисоли усулхои наверо, ки ин коллективхо дар болои онхо кор мекунанд. Дигар ADA (), ки коркарди барномаҳоро тавассути табдил додани ҷузъҳои CPU ва хотира бо модулҳо ба як маҷмӯа осонтар мекунад, на ҳалли масъалаҳои пайвасти онҳо дар motherboard.

Соли гузашта як гурӯҳи муҳаққиқон аз Британияи Кабир ва Русия бомуваффақият нишон доданд, ки намуди "Чанги ҷодугарӣ"ки онхо аз онхо иборатанд нур ва материя - дар ниҳоят аз ҷиҳати "иҷрои" ҳатто аз суперкомпютерҳои пурқувваттарин бартарӣ дорад.

Олимони донишгоҳҳои Бритониёи Кембриҷ, Саутгемптон ва Кардифф ва Институти Сколковои Русия заррачаҳои квантиро истифода бурданд. поляритонҳоки онро хамчун чизи байни нур ва материя муайян кардан мумкин аст. Ин як равиши комилан нав ба ҳисоббарории компютерӣ мебошад. Ба гуфтаи олимон, он метавонад асоси навъи нави компютерро ташкил диҳад, ки қодир ба ҳалли масъалаҳои ҳалношуда – дар соҳаҳои гуногун, аз қабили биология, молия ва саёҳати кайҳонӣ мебошад. Натиҷаҳои таҳқиқот дар маҷаллаи Nature Materials нашр шудаанд.

Дар хотир доред, ки суперкомпютерҳои имрӯза танҳо як қисми ками мушкилотро ҳал карда метавонанд. Ҳатто як компютери квантии гипотетикӣ, агар он ниҳоят сохта шавад, дар беҳтарин ҳолат суръати квадратиро барои ҳалли мушкилоти мураккабтарин таъмин хоҳад кард. Дар ҳамин ҳол, поляритонҳое, ки "хоки афсона"-ро ба вуҷуд меоранд, тавассути фаъол кардани қабатҳои атомҳои галлий, мышьяк, индий ва алюминий бо нурҳои лазерӣ ба вуҷуд меоянд.

Электронҳо дар ин қабатҳо нури ранги муайянро ҷаббида ва паҳн мекунанд. Поляритонҳо аз электронҳо даҳ ҳазор маротиба сабуктаранд ва метавонанд ба зичии кофӣ расида, ҳолати нави материяро ба вуҷуд оранд. Конденсати Бозе-Эйнштейн (ҳашт). Фазахои квантии поляритонхо дар он синхрон шуда, як объекти квантии ягонаи макроскопиро ташкил медиханд, ки онро бо ченакхои фотолюминесценти муайян кардан мумкин аст.

8. Сюжет, ки конденсати Бозе-Эйнштейнро нишон медиҳад

Маълум мешавад, ки дар ин ҳолати мушаххас, конденсати поляритон метавонад масъалаи оптимизатсияро, ки мо ҳангоми тавсифи компютерҳои квантӣ зикр кардем, нисбат ба протсессори кубитӣ хеле самараноктар ҳал карда метавонад. Муаллифони таҳқиқоти бритониёӣ ва русӣ нишон доданд, ки ҳангоми конденсат шудани поляритҳо фазаҳои квантии онҳо дар конфигуратсияе ҷойгир шудаанд, ки ба минимуми мутлақи функсияи мураккаб мувофиқанд.

"Мо дар оғози омӯхтани иқтидори қитъаҳои поляритонӣ барои ҳалли мушкилоти мураккаб ҳастем", менависад ҳаммуаллифи Nature Materials, профессор. Павлос Лагудакис, мудири лабораторияи гибридии фотоникаи университети Саутгемптон. "Ҳоло мо ҳангоми санҷиши қудрати коркарди аслӣ дастгоҳи худро ба садҳо гиреҳ васеъ карда истодаем."

Дар ин таҷрибаҳо аз ҷаҳони фазаҳои нозуки квантии рӯшноӣ ва материя, ҳатто протсессорҳои квантӣ як чизи нофаҳмо ва сахт бо воқеият алоқаманд ба назар мерасанд. Тавре ки шумо мебинед, олимон на танҳо дар болои суперкомпьютерҳои фардо ва мошинҳои фардо кор мекунанд, балки онҳо аллакай нақша доранд, ки фардо чӣ рӯй медиҳад.

Дар ин лаҳза расидан ба миқёси ҳаҷ хеле душвор хоҳад буд, пас шумо дар бораи марҳилаҳои оянда дар миқёси флоп фикр хоҳед кард (9). Тавре ки шумо тахмин кардаед, танҳо илова кардани протсессорҳо ва хотира ба он кофӣ нест. Агар ба олимон бовар кунем, ба даст овардани чунин қудрати пурқуввати ҳисоббарорӣ ба мо имкон медиҳад, ки мегапроблемаҳои ба мо маълумро ҳал кунем, ба монанди шифри саратон ё таҳлили маълумоти астрономӣ.

9. Ояндаи суперкомпютерҳо

Саволро бо ҷавоб мувофиқ кунед

Чӣ оянда аст?

Хуб, дар мавриди компютерҳои квантӣ, саволҳо ба миён меоянд, ки онҳо бояд барои чӣ истифода шаванд. Тибқи мақоли қадим, компютерҳо мушкилотеро ҳал мекунанд, ки бидуни онҳо вуҷуд надоштанд. Пас, мо бояд аввал ин супермошинаҳои футуристиро созем. Он гоҳ мушкилот худ аз худ ба миён меоянд.

Дар кадом соҳаҳо компютерҳои квантӣ метавонанд муфид бошанд?

Мағзи маслуӣ. AI () аз рӯи принсипи омӯзиш тавассути таҷриба кор мекунад, ки ҳангоми гирифтани фикру мулоҳизаҳо ва то он даме, ки барномаи компютерӣ "ақл" шавад, дақиқтар мешавад. Алоқа ба ҳисобҳои эҳтимолияти як қатор вариантҳои имконпазир асос ёфтааст. Мо аллакай медонем, ки Lockheed Martin, масалан, нақша дорад, ки компютери квантии D-Wave-и худро барои озмоиши нармафзори автоматӣ, ки ҳоло барои компютерҳои классикӣ хеле мураккаб аст, истифода барад ва Google аз компютери квантӣ барои таҳияи нармафзоре истифода мебарад, ки метавонад мошинҳоро аз нишонаҳо фарқ кунад. .

Моделсозии молекулавӣ. Ба шарофати компютерҳои квантӣ имкон пайдо мешавад, ки таъсири мутақобилаи молекулавӣ, ҷустуҷӯи конфигуратсияҳои оптималии реаксияҳои кимиёиро дуруст модел кард. Химияи квантӣ чунон мураккаб аст, ки компютерҳои рақамии муосир танҳо молекулаҳои соддатаринро таҳлил карда метавонанд. Реаксияҳои кимиёвӣ табиати квантӣ доранд, зеро онҳо ҳолати квантии хеле печидаро ба вуҷуд меоранд, ки ба ҳам мепайванданд, аз ин рӯ компютерҳои квантии пурра таҳияшуда ҳатто равандҳои мураккабтаринро ба осонӣ арзёбӣ мекунанд. Google аллакай дар ин соҳа пешрафтҳо дорад - онҳо молекулаи гидрогенро модел кардаанд. Дар натиҷа маҳсулоти самараноктар аз панелҳои офтобӣ то доруворӣ хоҳад буд.

Криптография. Системаҳои амниятӣ имрӯз аз насли ибтидоии муассир вобастаанд. Инро бо компютерҳои рақамӣ тавассути баррасии ҳама омилҳои имконпазир ба даст овардан мумкин аст, аммо миқдори зиёди вақт барои ин кор "шикандани код"-ро гарон ва ғайри қобили амал мекунад. Дар ҳамин ҳол, компютерҳои квантӣ метавонанд ин корро нисбат ба мошинҳои рақамӣ ба таври экспоненсиалӣ, самараноктар иҷро кунанд, яъне усулҳои амнияти имрӯза ба зудӣ кӯҳна хоҳанд шуд. Инчунин усулҳои умедбахши рамзгузории квантӣ мавҷуданд, ки барои истифода аз табиати якҷонибаи печи квантӣ таҳия карда мешаванд. Шабакаҳои умумишаҳрӣ аллакай дар якчанд кишвар намоиш дода шудаанд ва олимони чинӣ чанде пеш эълон карданд, ки онҳо бомуваффақият фотонҳои печидаро аз моҳвораи "квантӣ"-и мадор ба се истгоҳи пойгоҳи алоҳида ба Замин мефиристанд.

Моделсозии молиявӣ. Бозорҳои муосир аз ҷумлаи системаҳои мураккабтарин дар мавҷудият мебошанд. Гарчанде аппарати илмй-математикии тавсиф ва назорати онхо кор карда баромада шуда бошад хам, самараи ин гуна машгулиятхо аз сабаби фарки куллии байни фанхои илмй хануз асосан нокифоя аст: мухити идорашавандае нест, ки дар он тачрибахо гузаронда шаванд. Барои ҳалли ин мушкилот, сармоягузорон ва таҳлилгарон ба ҳисоббарории квантӣ муроҷиат карданд. Яке аз манфиатҳои фаврӣ дар он аст, ки тасодуфии ба компютерҳои квантӣ хос ба табиати стохастикии бозорҳои молиявӣ мувофиқат мекунад. Сармоягузорон аксар вақт мехоҳанд тақсимоти натиҷаҳоро дар шумораи зиёди сенарияҳои тасодуфӣ тавлидшуда арзёбӣ кунанд.

Пешгӯии обу ҳаво. Сариқтисодчии NOAA Родни Ф. Вейҳер иддао дорад, ки тақрибан 30% ММД-и ИМА (6 триллион доллар) мустақим ё ғайримустақим аз обу ҳаво вобаста аст. барои истехсоли хурокворй, наклиёт ва чаканафурушй. Ҳамин тариқ, қобилияти пешгӯии беҳтари аура дар бисёр минтақаҳо хеле муфид хоҳад буд, на дар бораи вақти зиёдтаре, ки барои ҳифзи офатҳои табиӣ ҷудо карда шудааст. Идораи миллии метеорологии Британияи Кабир, Идораи Метеорологӣ, аллакай ба сармоягузорӣ ба чунин навоварӣ барои қонеъ кардани ниёзҳои қудрат ва миқёспазирӣ, ки бояд аз соли 2020 ба ин сӯ ҳал шавад, оғоз кардааст ва дар бораи ниёзҳои бузурги компютерии худ гузориш нашр кардааст.

Физикаи заррачаҳо. Моделҳои физикаи зарраҳои сахт аксар вақт ҳалли ниҳоят мураккаб ва мураккаб мебошанд, ки барои моделсозии ададӣ вақти зиёдро талаб мекунанд. Ин онҳоро барои ҳисоббарории квантӣ беҳтарин мекунад ва олимон аллакай аз ин истифода кардаанд. Муҳаққиқони Донишгоҳи Инсбрук ва Институти оптикаи квантӣ ва иттилооти квантӣ (IQOQI) ба наздикӣ барои иҷрои ин моделиронӣ аз системаи барномарезишавандаи квантӣ истифода карданд. Тибқи як нашрия дар Nature, ин гурӯҳ аз версияи оддии компютери квантӣ истифода кардааст, ки дар он ионҳо амалҳои мантиқӣ, қадамҳои асосии ҳама гуна ҳисобҳои компютериро иҷро мекарданд. Симуляция бо таҷрибаҳои воқеии физикаи тавсифшуда мувофиқати комилро нишон дод. мегуяд физики назариявй Питер Золлер. -