Iwo ti iṣaaju - ati kọja ...

Ni ọna kan, wọn yẹ ki o ṣe iranlọwọ fun wa lati ṣẹgun akàn, sọ asọtẹlẹ oju-ọjọ ni deede, ati iṣakoso idapọmọra iparun. Ní ọwọ́ kejì ẹ̀wẹ̀, ẹ̀rù ń bẹ pé wọ́n lè fa ìparun kárí ayé tàbí kí wọ́n sọ aráyé di ẹrú. Ni akoko yii, sibẹsibẹ, awọn aderubaniyan iṣiro ko tun lagbara lati ṣe rere nla ati ibi gbogbo agbaye ni akoko kanna.

Ni awọn ọdun 60, awọn kọnputa ti o munadoko julọ ni agbara megaflops (milionu ti lilefoofo ojuami mosi fun keji). Kọmputa akọkọ pẹlu agbara sisẹ ti o ga 1 GFLOPS (gigaflops) je Cray 2, ti a ṣe nipasẹ Cray Research ni ọdun 1985. Ni igba akọkọ ti awoṣe pẹlu processing agbara loke 1 TFLOPS (teraflops) je ASCI Pupa, ti a ṣẹda nipasẹ Intel ni ọdun 1997. Agbara 1 PFLOPS (petaflops) ti de Opopona opopona, ti a gbejade nipasẹ IBM ni ọdun 2008.

Igbasilẹ agbara iširo lọwọlọwọ jẹ ti Kannada Sunway TaihuLight ati pe o jẹ 9 PFLOPS.

Botilẹjẹpe, bi o ti le rii, awọn ẹrọ ti o lagbara julọ ko tii de awọn ọgọọgọrun ti petaflops, diẹ sii ati siwaju sii exascale awọn ọna šišeninu eyi ti agbara gbọdọ wa ni ya sinu iroyin exaflopsach (EFLOPS), i.e. nipa diẹ ẹ sii ju 1018 mosi fun keji. Sibẹsibẹ, iru awọn aṣa tun wa nikan ni ipele ti awọn iṣẹ akanṣe ti awọn iwọn oriṣiriṣi ti sophistication.

IDIKU (, awọn iṣẹ aaye lilefoofo fun iṣẹju keji) jẹ ẹyọkan ti agbara iširo ti a lo ni akọkọ ninu awọn ohun elo imọ-jinlẹ. O wapọ diẹ sii ju bulọọki MIPS ti a ti lo tẹlẹ, eyiti o tumọ si nọmba awọn ilana ero isise fun iṣẹju kan. Flop kii ṣe SI, ṣugbọn o le tumọ bi ẹyọkan ti 1/s.

O nilo exascale fun akàn

Exaflops kan, tabi ẹgbẹrun petaflops, jẹ diẹ sii ju gbogbo awọn supercomputers oke XNUMX ni idapo. Awọn onimo ijinlẹ sayensi nireti pe iran tuntun ti awọn ẹrọ pẹlu iru agbara bẹẹ yoo mu awọn aṣeyọri ni awọn aaye lọpọlọpọ.

Agbara iṣelọpọ Exascale ni idapo pẹlu awọn imọ-ẹrọ imọ ẹrọ ilọsiwaju ni iyara yẹ ki o ṣe iranlọwọ, fun apẹẹrẹ, nikẹhin kiraki awọn akàn koodu. Iwọn data ti awọn dokita gbọdọ ni lati ṣe iwadii ati tọju akàn jẹ tobi pupọ ti o ṣoro fun awọn kọnputa lasan lati koju iṣẹ naa. Ninu iwadi iwadi biopsy tumo kan, diẹ sii ju miliọnu 8 ni a mu, lakoko eyiti awọn dokita ṣe itupalẹ ihuwasi ti tumọ, esi rẹ si itọju elegbogi, ati ipa lori ara alaisan. Eyi jẹ okun data gidi kan.

wi Rick Stevens ti US Department of Energy (DOE) Argonne Laboratory. -

Apapọ iwadii iṣoogun pẹlu agbara iširo, awọn onimọ-jinlẹ n ṣiṣẹ si CANDLE nkankikan nẹtiwọki eto (). Eyi n gba ọ laaye lati ṣe asọtẹlẹ ati idagbasoke eto itọju kan ti a ṣe deede si awọn iwulo ẹni kọọkan ti alaisan kọọkan. Eyi yoo ṣe iranlọwọ fun awọn onimo ijinlẹ sayensi ni oye ipilẹ molikula ti awọn ibaraẹnisọrọ amuaradagba bọtini, ṣe agbekalẹ awọn awoṣe idahun oogun asọtẹlẹ, ati daba awọn ilana itọju aipe. Argonne gbagbọ pe awọn ọna ṣiṣe exascale yoo ni anfani lati ṣiṣẹ ohun elo CANDLE 50 si awọn akoko 100 yiyara ju awọn supermachines ti o lagbara julọ ti a mọ loni.

Nitorinaa, a n nireti hihan ti awọn supercomputers exascale. Sibẹsibẹ, awọn ẹya akọkọ kii yoo han dandan ni AMẸRIKA. Nitoribẹẹ, AMẸRIKA wa ninu ere-ije lati ṣẹda wọn, ati ijọba agbegbe ni iṣẹ akanṣe kan ti a mọ si Aurora ifọwọsowọpọ pẹlu AMD, IBM, Intel ati Nvidia, ni ilakaka lati wa niwaju awọn oludije ajeji. Sibẹsibẹ, eyi ko nireti lati ṣẹlẹ ṣaaju 2021. Nibayi, ni Oṣu Kini ọdun 2017, awọn amoye Kannada kede ẹda ti apẹrẹ exascale. Awoṣe ti n ṣiṣẹ ni kikun ti iru ẹyọ iṣiro yii jẹ - tianhe-3 - sibẹsibẹ, o jẹ išẹlẹ ti pe o yoo jẹ setan ninu awọn tókàn ọdun diẹ.

Awọn Kannada di mu ṣinṣin

Otitọ ni pe lati ọdun 2013, awọn idagbasoke Ilu Kannada ti ṣe atokọ atokọ ti awọn kọnputa ti o lagbara julọ ni agbaye. O jẹ gaba lori fun ọdun tianhe-2ati nisisiyi ọpẹ jẹ ti awọn darukọ Sunway Taihu Light. A gbagbọ pe awọn ẹrọ meji ti o lagbara julọ ni Aarin Aarin ni agbara pupọ ju gbogbo awọn kọnputa-ọpọlọ mọkanlelogun ni Ẹka Agbara AMẸRIKA.

Awọn onimo ijinlẹ sayensi Amẹrika, dajudaju, fẹ lati tun gba ipo asiwaju ti wọn waye ni ọdun marun sẹyin, wọn si n ṣiṣẹ lori eto ti yoo jẹ ki wọn ṣe eyi. O ti wa ni itumọ ti ni Oak Ridge National Laboratory ni Tennessee. Apejọ (2), supercomputer ti a ṣeto fun fifiṣẹ nigbamii ni ọdun yii. O tayọ agbara Sunway TaihuLight. Yoo lo lati ṣe idanwo ati idagbasoke awọn ohun elo tuntun ti o ni okun sii ati fẹẹrẹfẹ, lati ṣe adaṣe inu inu ti Earth nipa lilo awọn igbi omi acoustic, ati lati ṣe atilẹyin awọn iṣẹ akanṣe astrophysics ti n ṣewadii ipilẹṣẹ ti agbaye.

2. Eto aaye ti Summit supercomputer

Ni Argonne National Laboratory ti a mẹnuba, awọn onimo ijinlẹ sayensi gbero laipẹ lati kọ ẹrọ paapaa yiyara. Ti a mọ si A21Awọn iṣẹ ṣiṣe ni a nireti lati de 200 petaflops.

Japan tun n kopa ninu ere-ije supercomputer. Botilẹjẹpe o ti ṣiji bò laipẹ nipasẹ idije AMẸRIKA-China, orilẹ-ede yii ni o gbero lati ṣe ifilọlẹ. ABKI eto (), ẹbọ 130 petaflops ti agbara. Awọn ara ilu Japanese ni ireti pe iru supercomputer le ṣee lo lati ṣe idagbasoke AI (imọran atọwọda) tabi ẹkọ ti o jinlẹ.

Nibayi, Ile-igbimọ Ilu Yuroopu ti pinnu lati kọ supercomputer Euro bilionu kan. Aderubaniyan iširo yii yoo bẹrẹ iṣẹ rẹ fun awọn ile-iṣẹ iwadii ti kọnputa wa ni akoko 2022 ati 2023. Awọn ẹrọ yoo wa ni itumọ ti laarin EuroGPC ise agbeseati awọn oniwe-ikole yoo wa ni inawo nipasẹ awọn omo States – ki Poland yoo tun kopa ninu ise agbese yi. Agbara asọtẹlẹ rẹ ni a tọka si bi “ṣaaju-exascale”.

Titi di isisiyi, ni ibamu si ipo 2017, ti awọn supercomputers 202 ti o yara ju ni agbaye, China ni iru awọn ẹrọ 40 (144%), lakoko ti Amẹrika n ṣakoso 29 (XNUMX%).

Ilu China tun nlo 35% ti agbara iširo agbaye ni akawe si 30% ni AMẸRIKA. Awọn orilẹ-ede ti o tẹle pẹlu awọn supercomputers pupọ julọ lori atokọ jẹ Japan (awọn ọna ṣiṣe 35), Germany (20), Faranse (18) ati UK (15). O tọ lati ṣe akiyesi pe, laibikita orilẹ-ede abinibi, gbogbo XNUMX ti awọn supercomputers ti o lagbara julọ lo awọn ẹya oriṣiriṣi ti Linux ...

Wọn ṣe apẹrẹ ara wọn

Supercomputers ti jẹ ohun elo to niyelori ti o ṣe atilẹyin imọ-jinlẹ ati awọn ile-iṣẹ imọ-ẹrọ. Wọn jẹ ki awọn oniwadi ati awọn onimọ-ẹrọ ṣe ilọsiwaju dada (ati nigba miiran paapaa awọn fifo nla siwaju) ni awọn agbegbe bii isedale, oju-ọjọ ati asọtẹlẹ oju-ọjọ, astrophysics, ati awọn ohun ija iparun.

Awọn iyokù da lori agbara wọn. Ni awọn ewadun to nbọ, lilo awọn kọnputa supercomputers le ṣe pataki iyipada ọrọ-aje, ologun ati ipo geopolitical ti awọn orilẹ-ede wọnyẹn ti o ni iraye si iru awọn amayederun gige-eti yii.

Ilọsiwaju ni aaye yii yarayara pe apẹrẹ ti awọn iran tuntun ti microprocessors ti nira pupọ paapaa fun ọpọlọpọ awọn orisun eniyan. Fun idi eyi, sọfitiwia kọnputa ti ilọsiwaju ati awọn kọnputa supercomputers n ṣe ipa aṣaaju diẹ sii ninu idagbasoke awọn kọnputa, pẹlu awọn ti o ni ami-ipele “Super”.

3. Japanese supercomputer

Awọn ile-iṣẹ elegbogi yoo ni anfani laipẹ lati ṣiṣẹ ni kikun ọpẹ si awọn agbara agbara iširo Ṣiṣẹda nọmba nla ti awọn genomes eniyan, eranko ati eweko ti yoo ran ṣẹda titun oogun ati awọn itọju fun orisirisi arun.

Idi miiran (gangan ọkan ninu awọn akọkọ) idi ti awọn ijọba n ṣe idoko-owo pupọ ni idagbasoke awọn kọnputa supercomputers. Awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti o munadoko diẹ sii yoo ṣe iranlọwọ fun awọn oludari ologun ọjọ iwaju lati dagbasoke awọn ilana ija ija ni eyikeyi ipo ija, gba idagbasoke awọn eto ohun ija ti o munadoko diẹ sii, ati atilẹyin agbofinro ati awọn ile-iṣẹ oye ni idamo awọn irokeke ti o pọju ni ilosiwaju.

Ko si agbara to fun kikopa ọpọlọ

Awọn supercomputers tuntun yẹ ki o ṣe iranlọwọ decipher supercomputer adayeba ti a mọ si wa fun igba pipẹ - ọpọlọ eniyan.

Ẹgbẹ kan ti awọn onimo ijinlẹ sayensi ti kariaye ti ṣe agbekalẹ algoridimu kan ti o ṣojuuṣe igbesẹ tuntun pataki kan ni ṣiṣapẹrẹ awọn isopọ iṣan ti ọpọlọ. Tuntun KO alugoridimu, ti a ṣe apejuwe ninu iwe iwọle ṣiṣi ti a tẹjade ni Frontiers ni Neuroinformatics, ni a nireti lati ṣe simulate 100 bilionu awọn iṣan ọpọlọ eniyan ti o ni asopọ lori awọn kọnputa supercomputers. Awọn onimo ijinle sayensi lati ile-iṣẹ iwadi German Jülich, Ile-ẹkọ giga ti Norwegian University of Life Sciences, University of Aachen, Japanese RIKEN Institute ati KTH Royal Institute of Technology ni Dubai ni ipa ninu iṣẹ naa.

Lati ọdun 2014, awọn iṣeṣiro nẹtiwọọki nẹtiwọọki titobi nla ti nṣiṣẹ lori RIKEN ati JUQUEEN supercomputers ni Jülich Supercomputing Centre ni Germany, ti n ṣe adaṣe awọn asopọ ti isunmọ 1% ti awọn neuronu ninu ọpọlọ eniyan. Kini idi ti ọpọlọpọ? Njẹ supercomputers le ṣe adaṣe gbogbo ọpọlọ bi?

Susanne Kunkel lati ile-iṣẹ Swedish KTH ṣe alaye.

Lakoko kikopa, agbara iṣe neuron kan (awọn itusilẹ itanna kukuru) gbọdọ firanṣẹ si isunmọ gbogbo eniyan 100. awọn kọmputa kekere, ti a npe ni apa, kọọkan ni ipese pẹlu awọn nọmba kan ti nse ti o ṣe awọn gangan isiro. Ipin kọọkan n ṣayẹwo iru awọn itusilẹ wọnyi ni ibatan si awọn neuronu foju ti o wa ninu ipade yii.

4. Apẹrẹ awọn asopọ ọpọlọ ti awọn neuronu, i.e. a wa nikan ni ibẹrẹ irin-ajo naa (1%)

O han ni, iye iranti kọnputa ti o nilo nipasẹ awọn ilana fun awọn afikun awọn die-die fun neuron pọ si pẹlu iwọn nẹtiwọọki nkankikan. Lati lọ kọja simulation 1% ti gbogbo ọpọlọ eniyan (4) yoo nilo XNUMX igba diẹ iranti ju ohun ti o wa ni gbogbo supercomputers loni. Nitorinaa, yoo ṣee ṣe lati sọrọ nipa gbigba kikopa ti gbogbo ọpọlọ nikan ni aaye ti awọn supercomputers exascale iwaju. Eyi ni ibiti iran ti nbọ NEST algorithm yẹ ki o ṣiṣẹ.

TOP-5 supercomputers ti aye

1. Sanway TaihuLight – A 93 PFLOPS supercomputer ṣe ifilọlẹ ni ọdun 2016 ni Wuxi, China. Lati Oṣu Karun ọjọ 2016, o ti kun atokọ TOP500 ti awọn kọnputa supercomputers pẹlu agbara iširo ti o ga julọ ni agbaye.

2. Tianhe-2 (Ọna Milky-2) jẹ supercomputer pẹlu agbara iširo ti 33,86 PFLOPS ti a ṣe nipasẹ NUDT () ni Ilu China. Lati Oṣu Karun ọdun 2013

titi di Okudu 2016, o jẹ supercomputer ti o yara ju ni agbaye.

3. Pease Dynt - apẹrẹ ti o ni idagbasoke nipasẹ Cray, ti a fi sori ẹrọ ni Ile-iṣẹ Supercomputing ti Orilẹ-ede Swiss (). O ti ni igbega laipe - Nvidia Tesla K20X accelerators ti rọpo pẹlu awọn tuntun, Tesla P100, eyiti o jẹ ki o ṣee ṣe lati mu agbara iširo pọ si lati 2017 si 9,8 PFLOPS ni igba ooru ti ọdun 19,6.

4. Gyokou jẹ supercomputer ni idagbasoke nipasẹ ExaScaler ati PEZY Computing. Ti o wa ni Ile-iṣẹ Japan fun Imọ-jinlẹ ati Imọ-ẹrọ (JAMSTEC) ti Yokohama Institute of Geosciences; lori kanna pakà bi awọn Earth labeabo. Agbara: 19,14 PFLOPs.

5. Titanium jẹ kọnputa supercomputer 17,59 PFLOPS ti iṣelọpọ nipasẹ Cray Inc. ati ṣe ifilọlẹ ni Oṣu Kẹwa Ọdun 2012 ni Ile-iyẹwu Orilẹ-ede Oak Ridge ni Amẹrika. Lati Oṣu kọkanla ọdun 2012 si Oṣu Karun ọdun 2013, Titani jẹ kọnputa supercomputer ti o yara ju ni agbaye. Lọwọlọwọ o wa ni ipo karun, ṣugbọn o tun jẹ supercomputer ti o yara ju ni AMẸRIKA.

Wọn tun dije fun ipo giga ni kuatomu

IBM gbagbọ pe ni ọdun marun to nbọ, kii ṣe awọn kọnputa supercomputers ti o da lori awọn eerun ohun alumọni ibile, ṣugbọn yoo bẹrẹ igbohunsafefe. Ile-iṣẹ n bẹrẹ lati ni oye bi awọn kọnputa kuatomu ṣe le lo, ni ibamu si awọn oniwadi ile-iṣẹ naa. Awọn onimọ-ẹrọ nireti lati ṣawari awọn ohun elo akọkọ akọkọ fun awọn ẹrọ wọnyi ni ọdun marun nikan.

Awọn kọnputa kuatomu lo ẹrọ iširo ti a pe kubitem. Awọn semikondokito deede ṣe aṣoju alaye ni irisi awọn ọna ti 1 ati 0, lakoko ti qubits ṣe afihan awọn ohun-ini kuatomu ati pe o le ṣe awọn iṣiro nigbakanna bi 1 ati 0. Eyi tumọ si pe awọn qubits meji le ṣe aṣoju awọn ilana ni nigbakannaa ti 1-0, 1-1, 0-1. . ., 0-0. Agbara iširo dagba lainidi pẹlu gbogbo qubit, nitorinaa imọ-jinlẹ kọnputa titobi kan pẹlu awọn qubits 50 nikan le ni agbara sisẹ diẹ sii ju awọn kọnputa nla ti o lagbara julọ ni agbaye.

D-Wave Systems ti n ta kọnputa kuatomu kan tẹlẹ, eyiti a sọ pe o jẹ 2. qubits. Sibẹsibẹ D-Wav awọn adakọe (5) jẹ ariyanjiyan. Botilẹjẹpe diẹ ninu awọn oniwadi ti lo wọn daradara, wọn ko tii ju awọn kọnputa kilasika lọ ati pe wọn wulo nikan fun awọn kilasi kan ti awọn iṣoro iṣapeye.

5. D-Wave kuatomu awọn kọmputa

Ni oṣu diẹ sẹhin, Google Quantum AI Lab ṣe afihan ero-iṣẹ kuatomu quantum tuntun 72-qubit ti a pe bristle cones (6). Laipẹ o le ṣaṣeyọri “ipo titobi kuatomu” nipa lilọju kọnputa supercomputer kilasika kan, o kere ju nigbati o ba de lati yanju awọn iṣoro kan. Nigbati ero isise kuatomu ṣe afihan oṣuwọn aṣiṣe kekere to ni iṣiṣẹ, o le jẹ daradara siwaju sii ju supercomputer kilasika pẹlu iṣẹ-ṣiṣe IT asọye daradara kan.

6. Bristlecone 72 qubit kuatomu isise

Nigbamii ni ila ni ero isise Google, nitori ni Oṣu Kini, fun apẹẹrẹ, Intel ṣe ikede eto kuatomu 49-qubit tirẹ, ati ni iṣaaju IBM ṣe agbekalẹ ẹya 50-qubit kan. Intel ërún, Loihi, o jẹ imotuntun ni awọn ọna miiran pẹlu. O jẹ iyika iṣọpọ “neuromorphic” akọkọ ti a ṣe apẹrẹ lati farawe bi ọpọlọ eniyan ṣe kọ ẹkọ ati loye. O jẹ “iṣẹ-ṣiṣe ni kikun” ati pe yoo wa fun awọn alabaṣiṣẹpọ iwadii nigbamii ni ọdun yii.

Sibẹsibẹ, yi nikan ni ibẹrẹ, nitori ni ibere lati wa ni anfani lati wo pẹlu ohun alumọni ibanilẹru, o nilo z milionu ti qubits. Ẹgbẹ kan ti awọn onimo ijinlẹ sayensi ni Ile-ẹkọ Imọ-ẹrọ Dutch ni Delft nireti pe ọna lati ṣaṣeyọri iru iwọn bẹ ni lati lo silikoni ni awọn kọnputa kuatomu, nitori awọn ọmọ ẹgbẹ wọn ti rii ojutu kan bi wọn ṣe le lo silikoni lati ṣẹda ero isise kuatomu ti eto.

Ninu iwadi wọn, ti a tẹjade ninu iwe akọọlẹ Iseda, ẹgbẹ Dutch ṣe iṣakoso iyipo ti elekitironi kan nipa lilo agbara makirowefu. Ni ohun alumọni, elekitironi yoo yi si oke ati isalẹ ni akoko kanna, ti o mu ni imunadoko ni aye. Ni kete ti iyẹn ti ṣaṣeyọri, ẹgbẹ naa so awọn elekitironi meji papọ ati ṣeto wọn lati ṣiṣẹ awọn algoridimu kuatomu.

O ṣee ṣe lati ṣẹda lori ipilẹ ohun alumọni meji-bit kuatomu isise.

Dokita Tom Watson, ọkan ninu awọn onkọwe iwadi naa, ṣalaye fun BBC. Ti Watson ati ẹgbẹ rẹ ba ṣakoso lati dapọ awọn elekitironi diẹ sii, o le ja si iṣọtẹ. qubit to nseeyi yoo mu igbesẹ kan wa si awọn kọnputa kọnputa ti ọjọ iwaju.

- Ẹnikẹni ti o ba kọ kọnputa kuatomu ti n ṣiṣẹ ni kikun yoo ṣe akoso agbaye Manas Mukherjee ti Ile-ẹkọ giga ti Orilẹ-ede ti Ilu Singapore ati oluṣewadii akọkọ ni Ile-iṣẹ Orilẹ-ede fun Imọ-ẹrọ kuatomu laipẹ sọ ninu ifọrọwanilẹnuwo kan. Ere-ije laarin awọn ile-iṣẹ imọ-ẹrọ ti o tobi julọ ati awọn ile-iwadii ti wa ni idojukọ lọwọlọwọ lori ohun ti a pe kuatomu supremacy, aaye ti kọnputa kuatomu le ṣe awọn iṣiro kọja ohunkohun ti awọn kọnputa ode oni ti ilọsiwaju julọ le funni.

Awọn apẹẹrẹ ti o wa loke ti awọn aṣeyọri ti Google, IBM ati Intel fihan pe awọn ile-iṣẹ lati Amẹrika (ati nitorinaa ipinle) jẹ gaba lori agbegbe yii. Bibẹẹkọ, Alibaba Cloud ti Ilu China laipẹ ṣe idasilẹ iru ẹrọ iṣiro awọsanma ti o da lori ero isise 11-qubit ti o fun laaye awọn onimọ-jinlẹ lati ṣe idanwo awọn algoridimu kuatomu tuntun. Eyi tumọ si pe China ni aaye ti awọn bulọọki iširo kuatomu tun ko bo awọn pears pẹlu eeru.

Sibẹsibẹ, awọn igbiyanju lati ṣẹda awọn supercomputers kuatomu kii ṣe itara nikan nipa awọn aye tuntun, ṣugbọn tun fa ariyanjiyan.

Ni oṣu diẹ sẹhin, lakoko Apejọ Kariaye lori Awọn Imọ-ẹrọ Quantum ni Ilu Moscow, Alexander Lvovsky (7) lati Ile-iṣẹ Quantum Russia, ti o tun jẹ olukọ ọjọgbọn ti fisiksi ni University of Calgary ni Canada, sọ pe awọn kọnputa kuatomu ọpa iparunlai ṣiṣẹda.

7. Ojogbon Alexander Lvovsky

Kí ló ní lọ́kàn? Ni akọkọ, aabo oni-nọmba. Lọwọlọwọ, gbogbo alaye oni nọmba ifarabalẹ ti o tan kaakiri lori Intanẹẹti jẹ fifi ẹnọ kọ nkan lati daabobo aṣiri awọn ẹni ti o nifẹ si. A ti rii awọn ọran nibiti awọn olosa le ṣe idiwọ data yii nipa fifọ fifi ẹnọ kọ nkan naa.

Gẹgẹbi Lvov, hihan kọnputa kuatomu yoo jẹ ki o rọrun fun awọn ọdaràn cyber. Ko si ohun elo fifi ẹnọ kọ nkan ti a mọ loni ti o le daabobo ararẹ lọwọ agbara sisẹ ti kọnputa kuatomu gidi kan.

Awọn igbasilẹ iṣoogun, alaye owo, ati paapaa awọn asiri ti awọn ijọba ati awọn ẹgbẹ ologun yoo wa ninu pan kan, eyi ti yoo tumọ si, gẹgẹbi Lvovsky ṣe akiyesi, pe imọ-ẹrọ titun le ṣe idẹruba gbogbo ilana agbaye. Awọn amoye miiran gbagbọ pe awọn ibẹru ti awọn ara ilu Rọsia ko ni ipilẹ, nitori ẹda ti supercomputer kuatomu gidi yoo tun gba laaye. pilẹṣẹ kuatomu cryptography, ti wa ni ka indestructible.

Ona miiran

Ni afikun si awọn imọ-ẹrọ kọnputa ibile ati idagbasoke awọn eto kuatomu, awọn ile-iṣẹ lọpọlọpọ n ṣiṣẹ lori awọn ọna miiran fun kikọ awọn kọnputa nla ti ọjọ iwaju.

Ile-ibẹwẹ Amẹrika DARPA ṣe inawo awọn ile-iṣẹ mẹfa fun awọn solusan apẹrẹ kọnputa miiran. Awọn faaji ti a lo ninu awọn ẹrọ igbalode ni a pe ni gbogbogbo von Neumann faajiOh, o ti jẹ ẹni aadọrin ọdun. Atilẹyin ile-iṣẹ olugbeja fun awọn oniwadi ile-ẹkọ giga ni ero lati ṣe agbekalẹ ọna ijafafa si mimu awọn oye nla ti data ju ti tẹlẹ lọ.

Buffering ati ni afiwe iširo Eyi ni diẹ ninu awọn apẹẹrẹ ti awọn ọna tuntun ti awọn ẹgbẹ wọnyi n ṣiṣẹ lori. Omiiran ADA (), eyiti o jẹ ki o rọrun lati ṣe agbekalẹ awọn ohun elo nipa yiyipada Sipiyu ati awọn paati iranti pẹlu awọn modulu sinu apejọ kan, dipo ṣiṣe pẹlu awọn ọran ti asopọ wọn lori modaboudu.

Ni ọdun to koja, ẹgbẹ kan ti awọn oniwadi lati UK ati Russia ṣe afihan ni ifijišẹ pe iru naa "Eruku idan"ti eyi ti won ti wa ni kq imọlẹ ati ọrọ - nikẹhin ga julọ ni “iṣẹ” si paapaa awọn kọnputa nla ti o lagbara julọ.

Awọn onimo ijinlẹ sayensi lati awọn ile-ẹkọ giga Ilu Gẹẹsi ti Cambridge, Southampton ati Cardiff ati Ile-ẹkọ Skolkovo ti Rọsia ti lo awọn patikulu kuatomu ti a mọ si polaritonseyi ti o le wa ni telẹ bi nkankan laarin ina ati ọrọ. Eyi jẹ ọna tuntun patapata si iširo kọnputa. Gẹgẹbi awọn onimo ijinlẹ sayensi, o le ṣe ipilẹ ti iru kọnputa tuntun ti o lagbara lati yanju awọn ibeere ti ko yanju lọwọlọwọ - ni awọn aaye pupọ, bii isedale, iṣuna ati irin-ajo aaye. Awọn abajade iwadi naa ni a tẹjade ninu akosile Awọn ohun elo Iseda.

Ranti pe awọn supercomputers ode oni le mu ida kekere kan ti awọn iṣoro naa. Paapaa kọnputa arosọ kan, ti o ba ti kọ nikẹhin, yoo dara julọ pese iyara kuadiratiki lati yanju awọn iṣoro eka pupọ julọ. Nibayi, awọn polaritons ti o ṣẹda “eruku iwin” ni a ṣẹda nipasẹ ṣiṣiṣẹ awọn ipele ti gallium, arsenic, indium ati awọn ọta aluminiomu pẹlu awọn ina ina lesa.

Awọn elekitironi ti o wa ninu awọn ipele wọnyi fa ati tan ina ti awọ kan. Awọn Polaritons jẹ ẹgbẹrun mẹwa fẹẹrẹ fẹẹrẹ ju awọn elekitironi lọ ati pe o le de iwuwo ti o to lati fun idagbasoke si ipo ọrọ tuntun ti a mọ si Bose-Einstein condensate (mẹjọ). Awọn ipele kuatomu ti awọn polaritons ti o wa ninu rẹ jẹ mimuuṣiṣẹpọ ati ṣe agbekalẹ ohun elo kuatomu macroscopic kan, eyiti o le rii nipasẹ awọn wiwọn photoluminescence.

8. Idite fifi a Bose-Einstein condensate

O wa ni pe ni ipo pataki yii, condensate polariton le yanju iṣoro iṣapeye ti a mẹnuba nigbati o n ṣalaye awọn kọnputa kuatomu daradara diẹ sii ju awọn ilana ti o da lori qubit lọ. Awọn onkọwe ti awọn iwadii Ilu Gẹẹsi-Russian ti fihan pe bi awọn polaritons ṣe rọra, awọn ipele kuatomu wọn ti ṣeto ni iṣeto ni ibamu si o kere ju ti iṣẹ eka kan.

"A wa ni ibẹrẹ ti ṣawari awọn agbara ti awọn igbero polariton fun lohun awọn iṣoro idiju," kọwe Alakoso Awọn ohun elo Nature Prof. Pavlos Lagoudakis, Olori Ile-iyẹwu Photonics Hybrid ni University of Southampton. “A n ṣe iwọn ẹrọ lọwọlọwọ si awọn ọgọọgọrun ti awọn apa lakoko idanwo agbara sisẹ abẹlẹ.”

Ninu awọn adanwo wọnyi lati agbaye ti awọn ipele kuatomu arekereke ti ina ati ọrọ, paapaa awọn olutọsọna kuatomu dabi ẹni pe o jẹ nkan ti o ṣaipọn ati ni asopọ ni iduroṣinṣin pẹlu otitọ. Gẹgẹbi o ti le rii, awọn onimo ijinlẹ sayensi ko ṣiṣẹ lori awọn kọnputa nla ti ọla ati awọn ẹrọ ti ọjọ lẹhin ọla, ṣugbọn wọn ti gbero tẹlẹ ohun ti yoo ṣẹlẹ ni ọjọ lẹhin ọla.

Ni aaye yii wiwa exascale yoo jẹ ipenija pupọ, lẹhinna o yoo ronu nipa awọn iṣẹlẹ pataki ti o tẹle lori iwọn flop (9). Bi o ṣe le ti gboju, fifi awọn ero isise ati iranti kun si iyẹn ko to. Bí àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì bá gbọ́dọ̀ gbà gbọ́, ṣíṣe àṣeyọrí tó lágbára bẹ́ẹ̀ yóò jẹ́ ká lè yanjú àwọn ìṣòro tí a mọ̀ sí, irú bíi ṣíṣàtúpalẹ̀ àrùn jẹjẹrẹ tàbí ṣíṣe àyẹ̀wò àwọn ìsọfúnni nípa sánmà.

9. Ojo iwaju ti supercomputing

Mu ibeere naa pọ pẹlu idahun

Ohun ti ni tókàn?

O dara, ninu ọran ti awọn kọnputa kuatomu, awọn ibeere dide nipa kini wọn yẹ ki o lo fun. Gẹgẹbi ọrọ atijọ, awọn kọnputa yanju awọn iṣoro ti kii yoo wa laisi wọn. Nitorinaa o yẹ ki a kọ awọn supermachines ọjọ iwaju ni akọkọ. Lẹhinna awọn iṣoro yoo dide funrararẹ.

Ni awọn agbegbe wo ni awọn kọnputa kuatomu le wulo?

Oye atọwọda. AI () ṣiṣẹ lori ilana ti ẹkọ nipasẹ iriri, eyiti o di deede ati deede bi a ti gba esi ati titi ti eto kọnputa yoo di “ọlọgbọn”. Awọn esi ti wa ni da lori isiro ti awọn iṣeeṣe ti awọn nọmba kan ti ṣee ṣe awọn aṣayan. A ti mọ tẹlẹ pe Lockheed Martin, fun apẹẹrẹ, ngbero lati lo kọnputa D-Wave quantum rẹ lati ṣe idanwo sọfitiwia autopilot ti o nira pupọ lọwọlọwọ fun awọn kọnputa kilasika, Google si n lo kọnputa kuatomu lati ṣe agbekalẹ sọfitiwia ti o le ṣe iyatọ awọn ọkọ ayọkẹlẹ si awọn ami-ilẹ.

Molikula modeli. Ṣeun si awọn kọnputa kuatomu, yoo ṣee ṣe lati ṣe awoṣe deede awọn ibaraenisepo molikula, n wa awọn atunto to dara julọ fun awọn aati kemikali. Kemistri kuatomu jẹ eka tobẹẹ pe awọn kọnputa oni nọmba ode oni le ṣe itupalẹ awọn ohun elo ti o rọrun julọ nikan. Awọn aati kemikali jẹ kuatomu ninu iseda nitori wọn ṣẹda awọn ipinlẹ kuatomu ti o ni ibatan pupọ ti o ni lqkan ara wọn, nitorinaa awọn kọnputa kuatomu ti o ni idagbasoke ni kikun le ṣe iṣiro irọrun paapaa awọn ilana ti o ni eka julọ. Google ti ni awọn idagbasoke tẹlẹ ni agbegbe yii - wọn ti ṣe apẹrẹ moleku hydrogen. Abajade yoo jẹ awọn ọja ti o munadoko diẹ sii, lati awọn panẹli oorun si awọn oogun.

Cryptography. Awọn eto aabo loni dale lori iran akọkọ ti o munadoko. Eyi le ṣe aṣeyọri pẹlu awọn kọnputa oni-nọmba nipa wiwo gbogbo ifosiwewe ti o ṣeeṣe, ṣugbọn iye akoko ti o pọju ti o nilo lati ṣe bẹ jẹ ki “fifọ koodu” jẹ iye owo ati aiṣeṣẹ. Nibayi, awọn kọnputa quantum le ṣe eyi lọpọlọpọ, ni imunadoko ju awọn ẹrọ oni-nọmba lọ, afipamo pe awọn ọna aabo ode oni yoo di ti atijo. Awọn ọna fifi ẹnọ kọ nkan kuatomu ti o ni ileri tun wa ti o n ṣe idagbasoke lati lo anfani ti ẹda unidirectional ti isọdi kuatomu. Awọn nẹtiwọọki jakejado Ilu ni a ti ṣafihan tẹlẹ ni awọn orilẹ-ede pupọ, ati pe awọn onimo ijinlẹ sayensi Ilu Kannada kede laipẹ pe wọn ṣaṣeyọri fifiranṣẹ awọn fọto ti o somọ lati inu satẹlaiti “kuatomu” yipo si awọn ibudo ipilẹ lọtọ mẹta pada si Earth.

Owo modeli. Awọn ọja ode oni wa laarin awọn eto eka julọ ti o wa. Botilẹjẹpe ohun elo imọ-jinlẹ ati mathematiki fun apejuwe ati iṣakoso wọn ti ni idagbasoke, imunadoko ti iru awọn iṣẹ ṣiṣe tun ko to nitori iyatọ ipilẹ laarin awọn ilana imọ-jinlẹ: ko si agbegbe iṣakoso eyiti o le ṣe awọn adaṣe. Lati yanju iṣoro yii, awọn oludokoowo ati awọn atunnkanka ti yipada si iširo kuatomu. Anfani kan lẹsẹkẹsẹ ni pe aileto ti o wa ninu awọn kọnputa kuatomu ni ibamu pẹlu iseda sitokasitik ti awọn ọja inawo. Awọn oludokoowo nigbagbogbo fẹ lati ṣe iṣiro pinpin awọn abajade ni nọmba ti o tobi pupọ ti awọn oju iṣẹlẹ ti ipilẹṣẹ laileto.

Àfojúsùn ojú ọjọ. Oloye ọrọ-aje NOAA Rodney F. Weiher sọ pe o fẹrẹ to 30% ti GDP AMẸRIKA ($ 6 aimọye) da lori taara tabi laiṣe taara lori oju ojo. fun ounje gbóògì, gbigbe ati soobu. Nitorinaa, agbara lati ṣe asọtẹlẹ aura dara julọ yoo wulo pupọ ni ọpọlọpọ awọn agbegbe, kii ṣe mẹnuba akoko pipẹ ti a pin fun aabo ajalu ajalu. Apa meteorological ti orilẹ-ede UK, Met Office, ti bẹrẹ idoko-owo ni iru awọn imotuntun lati pade agbara ati awọn iwulo iwọn ti yoo ni lati koju lati ọdun 2020 siwaju, ati pe o ti ṣe atẹjade ijabọ kan lori awọn iwulo iširo exascale tirẹ.

Patiku Physics. Awọn awoṣe fisiksi patikulu nigbagbogbo jẹ idiju pupọju, awọn ojutu intricate ti o nilo akoko iṣiro pupọ fun awọn iṣeṣiro nọmba. Eyi jẹ ki wọn jẹ apẹrẹ fun iširo kuatomu, ati pe awọn onimo ijinlẹ sayensi ti ṣe pataki lori eyi. Awọn oniwadi ni Ile-ẹkọ giga ti Innsbruck ati Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI) laipẹ lo eto kuatomu ti eto lati ṣe simulation yii. Gẹgẹbi atẹjade kan ninu Iseda, ẹgbẹ naa lo ẹya ti o rọrun ti kọnputa kuatomu ninu eyiti awọn ions ṣe awọn iṣẹ ọgbọn, awọn igbesẹ ipilẹ ti iṣiro kọnputa eyikeyi. Simulation ṣe afihan adehun pipe pẹlu awọn idanwo gidi ti fisiksi ti a ṣalaye. wí pé o tumq si physicist Peter Zoller. -