पूर्वको क्षितिज - र पछाडि ...

एकातिर, तिनीहरूले हामीलाई क्यान्सरलाई पराजित गर्न, मौसमको सही भविष्यवाणी गर्न, र मास्टर परमाणु फ्यूजन गर्न मद्दत गर्नुपर्छ। अर्कोतर्फ, तिनीहरूले विश्वव्यापी विनाश निम्त्याउने वा मानवतालाई दास बनाउने डर छ। यस समयमा, तथापि, कम्प्यूटेशनल राक्षसहरू अझै पनि एकै समयमा ठूलो राम्रो र विश्वव्यापी खराब गर्न असमर्थ छन्।

60 को दशकमा, सबैभन्दा कुशल कम्प्युटरहरूमा शक्ति थियो मेगाफ्लप (प्रति सेकेन्ड लाखौं फ्लोटिंग पोइन्ट अपरेशनहरू)। प्रोसेसिङ पावर भएको पहिलो कम्प्युटर उच्च 1 GFLOPS (gigaflops) थियो क्रे २1985 मा क्रे रिसर्च द्वारा उत्पादित। प्रशोधन शक्ति संग पहिलो मोडेल 1 TFLOPS माथि (teraflops) थियो ASCI रातो, 1997 मा Intel द्वारा बनाईएको। पावर 1 PFLOPS (petaflops) पुग्यो रोड्रनर2008 मा IBM द्वारा जारी।

हालको कम्प्युटिङ पावर रेकर्ड चिनियाँ सनवे ताइहुलाइटसँग सम्बन्धित छ र 9 PFLOPS हो।

यद्यपि, तपाईले देख्न सक्नुहुने रूपमा, सबैभन्दा शक्तिशाली मेसिनहरू अझै सयौं पेटाफ्लपहरूमा पुगेका छैनन् exascale प्रणालीहरूजसमा शक्तिलाई ध्यानमा राख्नुपर्छ exaflopsach (EFLOPS), अर्थात् प्रति सेकेन्ड 1018 भन्दा बढी सञ्चालनहरू बारे। यद्यपि, त्यस्ता डिजाइनहरू अझै पनि परिष्कारको विभिन्न डिग्रीको परियोजनाहरूको चरणमा छन्।

कटौतीहरू (, फ्लोटिंग पोइन्ट अपरेशन प्रति सेकेन्ड) मुख्यतया वैज्ञानिक अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग हुने कम्प्युटिङ पावरको एकाइ हो। यो पहिले प्रयोग गरिएको MIPS ब्लक भन्दा धेरै बहुमुखी छ, जसको मतलब प्रति सेकेन्ड प्रोसेसर निर्देशनहरूको संख्या हो। फ्लप एक SI होइन, तर यसलाई 1/s को एकाइको रूपमा व्याख्या गर्न सकिन्छ।

तपाईंलाई क्यान्सरको लागि एक्सास्केल चाहिन्छ

एक exaflops, वा एक हजार petaflops, सबै शीर्ष XNUMX सुपर कम्प्युटरहरू संयुक्त भन्दा बढी हो। यस्तो शक्ति भएका नयाँ पुस्ताका मेसिनले विभिन्न क्षेत्रमा सफलता ल्याउने वैज्ञानिकहरूले आशा गरेका छन्।

द्रुत रूपमा उन्नत मेसिन लर्निङ प्रविधिहरूसँग Exascale प्रशोधन शक्तिले मद्दत गर्नुपर्छ, उदाहरणका लागि, अन्तमा क्यान्सर कोड क्र्याक गर्नुहोस्। क्यान्सरको निदान र उपचार गर्नका लागि डाक्टरहरूसँग हुनु पर्ने डाटाको मात्रा यति ठूलो छ कि सामान्य कम्प्युटरहरूलाई यो कार्यको सामना गर्न गाह्रो छ। एक सामान्य एकल ट्युमर बायोप्सी अध्ययनमा, 8 मिलियन भन्दा बढी मापनहरू लिइन्छ, जसमा डाक्टरहरूले ट्यूमरको व्यवहार, औषधीय उपचारमा यसको प्रतिक्रिया, र बिरामीको शरीरमा प्रभावको विश्लेषण गर्छन्। यो डाटाको वास्तविक महासागर हो।

अमेरिकी ऊर्जा विभाग (DOE) Argonne प्रयोगशालाका रिक स्टीभेन्सले भने। -

चिकित्सा अनुसन्धानलाई कम्प्युटिङ् शक्तिसँग जोडेर, वैज्ञानिकहरू काम गरिरहेका छन् न्यूरल नेटवर्क प्रणाली मैनबत्ती () यसले तपाईंलाई प्रत्येक बिरामीको व्यक्तिगत आवश्यकताहरू अनुरूप उपचार योजनाको भविष्यवाणी गर्न र विकास गर्न अनुमति दिन्छ। यसले वैज्ञानिकहरूलाई प्रमुख प्रोटीन अन्तरक्रियाहरूको आणविक आधार बुझ्न, भविष्यवाणी गर्ने औषधि प्रतिक्रिया मोडेलहरू विकास गर्न, र इष्टतम उपचार रणनीतिहरू सुझाव दिन मद्दत गर्नेछ। अर्गोनले विश्वास गर्छ कि एक्सास्केल प्रणालीहरूले क्यान्डल एप्लिकेसनलाई आज ज्ञात सबैभन्दा शक्तिशाली सुपरमेसिनहरू भन्दा 50 देखि 100 गुणा छिटो चलाउन सक्षम हुनेछ।

तसर्थ, हामी exascale सुपर कम्प्युटरहरूको उपस्थितिको लागि तत्पर छौं। यद्यपि, पहिलो संस्करणहरू संयुक्त राज्यमा देखा पर्नेछैन। निस्सन्देह, अमेरिका तिनीहरूलाई सिर्जना गर्न दौडमा छ, र स्थानीय सरकार भनेर चिनिने परियोजनामा Aurora AMD, IBM, Intel र Nvidia सँग सहकार्य गर्दछ, विदेशी प्रतिस्पर्धीहरू भन्दा अगाडि बढ्न प्रयास गर्दै। यद्यपि, यो २०२१ अघि हुने अपेक्षा गरिएको छैन। यसैबीच, जनवरी 2021 मा, चिनियाँ विज्ञहरूले एक्सास्केल प्रोटोटाइप सिर्जना गर्ने घोषणा गरे। यस प्रकारको कम्प्यूटेशनल एकाइको पूर्ण रूपमा कार्य गर्ने मोडेल - हो तियान्हे-२ - यद्यपि, यो आगामी केही वर्षहरूमा तयार हुने सम्भावना छैन।

चिनियाँहरूले बलियो पकड राख्छन्

तथ्य यो हो कि 2013 पछि, चिनियाँ विकासले संसारको सबैभन्दा शक्तिशाली कम्प्युटरहरूको सूचीमा शीर्ष स्थानमा रहेको छ। उनले वर्षौंसम्म प्रभुत्व जमाए तियान्हे-२र अब हत्केला उल्लेख गरिएको हो सुनवे TaihuLight। यो विश्वास गरिन्छ कि मध्य राज्यका यी दुई सबैभन्दा शक्तिशाली मेसिनहरू अमेरिकी ऊर्जा विभागका सबै २१ सुपर कम्प्युटरहरू भन्दा धेरै शक्तिशाली छन्।

अमेरिकी वैज्ञानिकहरू, निस्सन्देह, उनीहरूले पाँच वर्षअघि राखेको प्रमुख स्थान पुन: प्राप्त गर्न चाहन्छन्, र उनीहरूलाई यो गर्न अनुमति दिने प्रणालीमा काम गरिरहेका छन्। यो टेनेसीको ओक रिज राष्ट्रिय प्रयोगशालामा निर्माण भइरहेको छ। शिखर (२), एक सुपर कम्प्युटर यस वर्ष पछि कमिसन गर्नको लागि निर्धारित छ। यसले Sunway TaihuLight को शक्तिलाई पार गर्छ। यो बलियो र हल्का नयाँ सामग्रीहरूको परीक्षण र विकास गर्न, ध्वनिक तरंगहरू प्रयोग गरेर पृथ्वीको भित्री भागको नक्कल गर्न, र ब्रह्माण्डको उत्पत्तिको अनुसन्धान गर्ने खगोल भौतिकी परियोजनाहरूलाई समर्थन गर्न प्रयोग गरिनेछ।

2. शिखर सम्मेलन सुपर कम्प्युटर को स्थानिक योजना

उल्लेख गरिएको अर्गोन राष्ट्रिय प्रयोगशालामा, वैज्ञानिकहरूले चाँडै अझ छिटो यन्त्र निर्माण गर्ने योजना बनाएका छन्। को रूपमा चिनिन्छ A21प्रदर्शन 200 petaflops पुग्ने अपेक्षा गरिएको छ।

सुपर कम्प्युटरको दौडमा जापान पनि सहभागी हुँदैछ । यद्यपि यो हालै अमेरिका-चीन प्रतिद्वन्द्वले केही हदसम्म ओझेलमा परेको छ, यो यो देश हो जसले सुरुवात गर्ने योजना बनाएको छ। ABKI प्रणाली (), पावरको 130 petaflops प्रस्ताव गर्दै। जापानीहरू आशा गर्छन् कि यस्तो सुपर कम्प्युटरलाई एआई (कृत्रिम बुद्धिमत्ता) वा गहिरो शिक्षाको विकास गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

यसैबीच, युरोपेली संसदले भर्खरै EU अरब यूरोको सुपर कम्प्युटर निर्माण गर्ने निर्णय गरेको छ। यो कम्प्युटिंग राक्षसले 2022 र 2023 को पालोमा हाम्रो महाद्वीपको अनुसन्धान केन्द्रहरूको लागि आफ्नो काम सुरु गर्नेछ। मेसिन भित्र निर्माण गरिनेछ EuroGPC परियोजनार यसको निर्माण सदस्य राष्ट्रहरूले वित्तपोषण गर्नेछ - त्यसैले पोल्याण्डले पनि यस परियोजनामा ​​भाग लिनेछ। यसको अनुमानित शक्तिलाई सामान्यतया "पूर्व-एक्सास्केल" भनिन्छ।

हालसम्म, 2017 को रैंकिंग अनुसार, विश्वका पाँच सय द्रुत सुपर कम्प्युटरहरू मध्ये, चीनसँग 202 त्यस्ता मेसिनहरू छन् (40%), जबकि अमेरिकाले 144 (29%) नियन्त्रण गर्दछ।

अमेरिकामा ३० प्रतिशतको तुलनामा चीनले विश्वको ३५ प्रतिशत कम्प्युटिङ पावर पनि प्रयोग गर्छ। सूचीमा सबैभन्दा धेरै सुपर कम्प्युटर भएका अर्को देशहरू जापान (३५ प्रणाली), जर्मनी (२०), फ्रान्स (१८) र बेलायत (१५) हुन्। यो ध्यान दिन लायक छ कि, उत्पत्तिको देशको ख्याल नगरी, सबै पाँच सय शक्तिशाली सुपर कम्प्युटरहरूले लिनक्सको विभिन्न संस्करणहरू प्रयोग गर्छन् ...

तिनीहरू आफैं डिजाइन गर्छन्

सुपर कम्प्युटरहरू पहिले नै विज्ञान र प्रविधि उद्योगहरूलाई समर्थन गर्ने एक बहुमूल्य उपकरण हो। तिनीहरूले जीवविज्ञान, मौसम र जलवायु पूर्वानुमान, खगोल भौतिकी, र आणविक हतियार जस्ता क्षेत्रहरूमा स्थिर प्रगति (र कहिलेकाहीँ ठूलो छलांग अगाडि) गर्न अनुसन्धानकर्ताहरू र इन्जिनियरहरूलाई सक्षम बनाउँछन्।

बाँकी उनीहरूको शक्तिमा भर पर्छ। आगामी दशकहरूमा, सुपर कम्प्युटरको प्रयोगले यस प्रकारको अत्याधुनिक पूर्वाधारमा पहुँच भएका देशहरूको आर्थिक, सैन्य र भूराजनीतिक अवस्थालाई महत्त्वपूर्ण रूपमा परिवर्तन गर्न सक्छ।

यस क्षेत्रमा प्रगति यति छिटो छ कि नयाँ पुस्ताको माइक्रोप्रोसेसरहरूको डिजाइन धेरै मानव संसाधनहरूको लागि पनि धेरै गाह्रो भएको छ। यस कारणले गर्दा, उन्नत कम्प्युटर सफ्टवेयर र सुपर कम्प्युटरहरूले "सुपर" उपसर्ग सहित कम्प्युटरहरूको विकासमा अग्रणी भूमिका खेलिरहेका छन्।

3. जापानी सुपर कम्प्युटर

कम्प्युटिङ सुपरपावरका कारण औषधि कम्पनीहरूले चाँडै पूर्ण रूपमा सञ्चालन गर्न सक्नेछन् ठूलो संख्यामा मानव जीनोमहरू प्रशोधन गर्दै, जनावर र बोटबिरुवाहरू जसले विभिन्न रोगहरूको लागि नयाँ औषधि र उपचारहरू सिर्जना गर्न मद्दत गर्नेछ।

अर्को कारण (वास्तवमा मुख्य मध्ये एक) किन सरकारहरूले सुपर कम्प्युटरको विकासमा यति धेरै लगानी गरिरहेका छन्। थप कुशल सवारी साधनहरूले भविष्यका सैन्य नेताहरूलाई कुनै पनि लडाई परिस्थितिमा स्पष्ट लडाई रणनीतिहरू विकास गर्न, थप प्रभावकारी हतियार प्रणालीहरूको विकासलाई अनुमति दिन र कानुन प्रवर्तन र गुप्तचर एजेन्सीहरूलाई सम्भावित खतराहरू अग्रिम रूपमा पहिचान गर्न मद्दत गर्न मद्दत गर्नेछ।

मस्तिष्क सिमुलेशनको लागि पर्याप्त शक्ति छैन

नयाँ सुपर कम्प्युटरहरूले हामीलाई लामो समयदेखि परिचित प्राकृतिक सुपर कम्प्युटर - मानव मस्तिष्कलाई बुझ्न मद्दत गर्नुपर्छ।

वैज्ञानिकहरूको अन्तर्राष्ट्रिय टोलीले भर्खरै एउटा एल्गोरिथ्म विकास गरेको छ जसले मस्तिष्कको तंत्रिका जडानहरूको मोडेलिङमा एउटा महत्त्वपूर्ण नयाँ चरण प्रतिनिधित्व गर्दछ। नयाँ कुनै एल्गोरिदम छैनफ्रन्टियर्स इन न्यूरोइन्फर्मेटिक्समा प्रकाशित खुला पहुँच पेपरमा वर्णन गरिएको छ, सुपर कम्प्युटरहरूमा १०० अर्ब अन्तरसम्बन्धित मानव मस्तिष्क न्यूरोन्सको नक्कल गर्ने अपेक्षा गरिएको छ। जर्मन अनुसन्धान केन्द्र जुलिच, नर्वेजियन युनिभर्सिटी अफ लाइफ साइन्सेज, आचेन विश्वविद्यालय, जापानी RIKEN संस्थान र स्टकहोमको केटीएच रोयल इन्स्टिच्युट अफ टेक्नोलोजीका वैज्ञानिकहरू यस कार्यमा संलग्न थिए।

सन् २०१४ देखि, जर्मनीको जुलिच सुपरकम्प्युटिङ सेन्टरमा RIKEN र JUQUEEN सुपरकम्प्युटरहरूमा ठूला-ठूला न्यूरल नेटवर्क सिमुलेशनहरू चलिरहेका छन्, जसले मानव मस्तिष्कमा लगभग 2014% न्यूरोन्सको जडानलाई सिमुलेट गर्दैछ। किन यति धेरै मात्र ? के सुपर कम्प्युटरले सम्पूर्ण मस्तिष्कको नक्कल गर्न सक्छ?

स्विडेनी कम्पनी केटीएचबाट सुसेन कुन्केल बताउँछन्।

सिमुलेशनको बखत, एक न्यूरोन कार्य क्षमता (छोटो विद्युतीय आवेगहरू) लगभग सबै 100 मानिसहरूलाई पठाइनुपर्छ। साना कम्प्यूटरहरू, नोडहरू भनिन्छ, प्रत्येकमा धेरै प्रोसेसरहरू छन् जसले वास्तविक गणनाहरू गर्दछ। प्रत्येक नोडले जाँच गर्दछ कि यी मध्ये कुन आवेगहरू यस नोडमा अवस्थित भर्चुअल न्यूरोन्ससँग सम्बन्धित छन्।

4. न्यूरोन्सको मस्तिष्क जडानको मोडेलिङ, अर्थात्। हामी यात्राको सुरुवातमा मात्रै छौं (१%)

जाहिर छ, प्रति न्यूरोन यी अतिरिक्त बिटहरूको लागि प्रोसेसरहरू द्वारा आवश्यक कम्प्युटर मेमोरीको मात्रा न्यूरल नेटवर्कको आकारको साथ बढ्छ। सम्पूर्ण मानव मस्तिष्कको 1% सिमुलेशन भन्दा बाहिर जान (4) आवश्यक पर्दछ XNUMX गुणा बढी मेमोरी आज सबै सुपर कम्प्युटरहरूमा उपलब्ध छ भन्दा। तसर्थ, भविष्यका एक्सस्केल सुपर कम्प्युटरहरूको सन्दर्भमा मात्र सम्पूर्ण मस्तिष्कको सिमुलेशन प्राप्त गर्ने बारे कुरा गर्न सम्भव हुनेछ। यहाँ अर्को पुस्ताको NEST एल्गोरिदमले काम गर्नुपर्छ।

विश्वका शीर्ष-५ सुपर कम्प्युटरहरू

1. Sanway TaihuLight - एक 93 PFLOPS सुपर कम्प्युटर 2016 मा Wuxi, चीन मा लन्च गरियो। जुन 2016 देखि, यो विश्वको उच्च कम्प्युटिङ पावर भएका सुपर कम्प्युटरहरूको TOP500 सूचीमा शीर्ष स्थानमा छ।

2. Tianhe-2 (मिल्की वे-2) चीनमा NUDT () द्वारा निर्मित 33,86 PFLOPS को कम्प्युटिङ पावर भएको सुपर कम्प्युटर हो। जुन 2013 देखि

जुन 2016 सम्म, यो संसारको सबैभन्दा छिटो सुपर कम्प्युटर थियो।

३. पीस डिन्ट - स्विस नेशनल सुपरकम्प्युटिङ सेन्टर () मा स्थापित क्रे द्वारा विकसित डिजाइन। यो भर्खरै अपग्रेड गरिएको थियो - Nvidia Tesla K20X एक्सेलेटरहरू नयाँ, Tesla P100 सँग प्रतिस्थापन गरियो, जसले 2017 को गर्मीमा 9,8 बाट 19,6 PFLOPS सम्म कम्प्युटिङ पावर बढाउन सम्भव बनायो।

4. Gyokou ExaScaler र PEZY Computing द्वारा विकसित एक सुपर कम्प्युटर हो। योकोहामा इन्स्टिच्युट अफ जियोसाइन्सेसको जापान एजेन्सी फर मरीन साइन्स एन्ड टेक्नोलोजी (JAMSTEC) मा अवस्थित; पृथ्वी सिमुलेटरको रूपमा एउटै फ्लोरमा। शक्ति: 19,14 PFLOPs।

5. टाइटेनियम क्रे इंक द्वारा निर्मित एक 17,59 PFLOPS सुपर कम्प्युटर हो। र संयुक्त राज्य अमेरिकाको ओक रिज राष्ट्रिय प्रयोगशालामा अक्टोबर 2012 मा लन्च गरियो। नोभेम्बर 2012 देखि जून 2013 सम्म, टाइटन संसारको सबैभन्दा छिटो सुपर कम्प्युटर थियो। यो हाल पाँचौं स्थानमा छ, तर अझै पनि अमेरिकाको सबैभन्दा छिटो सुपर कम्प्युटर हो।

तिनीहरू क्वान्टममा सर्वोच्चताको लागि पनि प्रतिस्पर्धा गर्छन्

आईबीएमले आगामी पाँच वर्षभित्र परम्परागत सिलिकन चिप्समा आधारित सुपर कम्प्युटर नभई प्रसारण सुरु गर्ने विश्वास लिएको छ । कम्पनीका अन्वेषकहरूका अनुसार उद्योगले क्वान्टम कम्प्युटरहरू कसरी प्रयोग गर्न सकिन्छ भनेर बुझ्न थालेको छ। ईन्जिनियरहरूले मात्र पाँच वर्षमा यी मेसिनहरूको लागि पहिलो प्रमुख अनुप्रयोगहरू पत्ता लगाउने अपेक्षा गरिएको छ।

क्वान्टम कम्प्यूटरले कम्प्युटिङ एकाइ प्रयोग गर्दछ जसलाई भनिन्छ kubitem। साधारण अर्धचालकहरूले 1 र 0 को अनुक्रमको रूपमा जानकारी प्रतिनिधित्व गर्छन्, जबकि qubits क्वान्टम गुणहरू प्रदर्शन गर्छन् र 1 र 0 को रूपमा गणना गर्न सक्छन्। यसको मतलब दुई qubits एक साथ 1-0, 1-1, 0-1 को अनुक्रम प्रतिनिधित्व गर्न सक्छन्। । ।, ०-०। कम्प्युटिङ पावर प्रत्येक क्यूबिटको साथ तीव्र रूपमा बढ्छ, त्यसैले सैद्धान्तिक रूपमा मात्र 0 क्यूबिट भएको क्वान्टम कम्प्युटरमा विश्वको सबैभन्दा शक्तिशाली सुपर कम्प्युटरहरू भन्दा बढी प्रशोधन शक्ति हुन सक्छ।

D-Wave Systems ले पहिले नै क्वान्टम कम्प्यूटर बेचिरहेको छ, जसमध्ये २ वटा रहेको बताइएको छ। qubits। यद्यपि D-Wav प्रतिलिपिहरूe(5) बहस योग्य छन्। यद्यपि केही शोधकर्ताहरूले तिनीहरूलाई राम्रो प्रयोगमा राखेका छन्, तिनीहरूले अझै पनि क्लासिकल कम्प्युटरहरू भन्दा राम्रो प्रदर्शन गरेका छैनन् र अनुकूलन समस्याहरूको निश्चित वर्गहरूको लागि मात्र उपयोगी छन्।

5. डी-वेभ क्वान्टम कम्प्युटरहरू

केही महिना अघि, गुगल क्वान्टम एआई ल्याबले नयाँ 72-क्विट क्वान्टम प्रोसेसर देखाएको थियो। ब्रिस्टल कोनहरू (६)। यसले चाँडै नै क्लासिकल सुपर कम्प्युटरलाई पार गरेर "क्वान्टम सर्वोच्चता" हासिल गर्न सक्छ, कम्तिमा जब यो केहि समस्याहरू समाधान गर्ने कुरा आउँछ। जब क्वान्टम प्रोसेसरले सञ्चालनमा पर्याप्त कम त्रुटि दर देखाउँछ, यो राम्रोसँग परिभाषित IT कार्यको साथ क्लासिकल सुपर कम्प्युटर भन्दा बढी कुशल हुन सक्छ।

6. Bristlecone 72-qubit क्वान्टम प्रोसेसर

अर्को पङ्क्तिमा गुगल प्रोसेसर थियो, किनकि जनवरीमा, उदाहरणका लागि, इंटेलले आफ्नै 49-क्यूबिट क्वान्टम प्रणाली घोषणा गर्‍यो, र पहिले आईबीएमले 50-क्विट संस्करण प्रस्तुत गर्‍यो। इंटेल चिप, लोही, यो अन्य तरिकामा पनि अभिनव छ। यो पहिलो "न्यूरोमोर्फिक" एकीकृत सर्किट हो जुन मानव मस्तिष्कले कसरी सिक्ने र बुझ्छ त्यसको नक्कल गर्न डिजाइन गरिएको हो। यो "पूर्ण रूपमा कार्यात्मक" छ र यस वर्ष पछि अनुसन्धान साझेदारहरूको लागि उपलब्ध हुनेछ।

यद्यपि, यो केवल सुरुवात हो, किनकि सिलिकन राक्षसहरूसँग व्यवहार गर्न सक्षम हुनको लागि, तपाइँलाई z आवश्यक छ। लाखौं qubits। डेल्फ्टको डच टेक्निकल युनिभर्सिटीका वैज्ञानिकहरूको समूहले यस्तो स्केल हासिल गर्ने तरिका क्वान्टम कम्प्युटरहरूमा सिलिकन प्रयोग गर्नु हो भन्ने आशा राख्छन्, किनभने तिनीहरूका सदस्यहरूले प्रोग्रामेबल क्वान्टम प्रोसेसर सिर्जना गर्न सिलिकन कसरी प्रयोग गर्ने भन्ने समाधान फेला पारेका छन्।

नेचर जर्नलमा प्रकाशित उनीहरूको अध्ययनमा, डच टोलीले माइक्रोवेभ ऊर्जा प्रयोग गरेर एकल इलेक्ट्रोनको घुमाउरो नियन्त्रण गर्यो। सिलिकनमा, इलेक्ट्रोन एकै समयमा माथि र तल घुम्छ, प्रभावकारी रूपमा यसलाई ठाउँमा राख्छ। एकचोटि त्यो प्राप्त भएपछि, टोलीले दुई इलेक्ट्रोनहरू एकसाथ जोड्यो र तिनीहरूलाई क्वान्टम एल्गोरिदमहरू चलाउनको लागि प्रोग्राम गर्यो।

यो सिलिकन को आधार मा सिर्जना गर्न सम्भव थियो दुई बिट क्वान्टम प्रोसेसर.

अध्ययनका एक लेखक डा टम वाट्सनले बीबीसीलाई बताए। यदि वाटसन र उनको टोलीले अझ बढी इलेक्ट्रोनहरू फ्यूज गर्न प्रबन्ध गर्दछ भने, यसले विद्रोह निम्त्याउन सक्छ। qubit प्रोसेसरहरूयसले हामीलाई भविष्यको क्वान्टम कम्प्युटरको एक कदम नजिक ल्याउनेछ।

- जसले पूर्ण रूपमा काम गर्ने क्वान्टम कम्प्युटर बनाउँछ उसले संसारमा शासन गर्नेछ सिंगापुरको नेसनल युनिभर्सिटीका मानस मुखर्जी र नेशनल सेन्टर फर क्वान्टम टेक्नोलोजीका प्रमुख अन्वेषकले भर्खरै एक अन्तर्वार्तामा भने। ठूला टेक्नोलोजी कम्पनीहरू र अनुसन्धान प्रयोगशालाहरू बीचको दौड हाल तथाकथितमा केन्द्रित छ क्वान्टम सर्वोच्चता, जुन बिन्दुमा एक क्वान्टम कम्प्युटरले सबैभन्दा उन्नत आधुनिक कम्प्युटरहरूले प्रस्ताव गर्न सक्ने कुनै पनि कुरा भन्दा बाहिर गणना गर्न सक्छ।

Google, IBM र Intel को उपलब्धिहरूको माथिका उदाहरणहरूले सङ्केत गर्छ कि संयुक्त राज्य (र त्यसैले राज्य) का कम्पनीहरू यस क्षेत्रमा प्रभुत्व जमाउँछन्। यद्यपि, चीनको अलिबाबा क्लाउडले भर्खरै 11-क्विट प्रोसेसर-आधारित क्लाउड कम्प्युटिङ प्लेटफर्म जारी गर्‍यो जसले वैज्ञानिकहरूलाई नयाँ क्वान्टम एल्गोरिदमहरू परीक्षण गर्न अनुमति दिन्छ। यसको अर्थ क्वान्टम कम्प्युटिङ ब्लकको क्षेत्रमा चीनले पनि नाशपातीलाई खरानीले ढाक्दैन।

यद्यपि, क्वान्टम सुपर कम्प्युटरहरू सिर्जना गर्ने प्रयासहरू नयाँ सम्भावनाहरूको बारेमा मात्र उत्साहजनक छैनन्, तर विवाद पनि निम्त्याउँछन्।

केही महिना अघि, मस्कोमा क्वान्टम टेक्नोलोजीमा अन्तर्राष्ट्रिय सम्मेलनको क्रममा, क्यानडाको क्यालगरी विश्वविद्यालयमा भौतिकशास्त्रका प्राध्यापक पनि रहेका रूसी क्वान्टम सेन्टरका अलेक्जेन्डर लभोभस्की (७) ले क्वान्टम कम्प्युटरहरू विनाशको उपकरणसिर्जना बिना।

7. प्रोफेसर अलेक्जेंडर Lvovsky

उसको मतलब के थियो? सबै भन्दा पहिले, डिजिटल सुरक्षा। हाल, इन्टरनेटमा प्रसारित सबै संवेदनशील डिजिटल जानकारी इच्छुक पक्षहरूको गोपनीयता सुरक्षित गर्न इन्क्रिप्ट गरिएको छ। हामीले पहिले नै केसहरू देखेका छौं जहाँ ह्याकरहरूले इन्क्रिप्शन तोडेर यो डाटालाई रोक्न सक्छन्।

लभोभका अनुसार क्वान्टम कम्प्यूटरको उपस्थितिले साइबर अपराधीहरूलाई मात्र सजिलो बनाउनेछ। आज ज्ञात कुनै पनि एन्क्रिप्शन उपकरणले वास्तविक क्वान्टम कम्प्युटरको प्रशोधन शक्तिबाट आफूलाई बचाउन सक्दैन।

मेडिकल रेकर्ड, वित्तीय जानकारी, र सरकार र सैन्य संगठनहरूको गोप्य पनि प्यानमा उपलब्ध हुनेछ, जसको अर्थ, लभोभस्कीले नोट गरे जस्तै, नयाँ प्रविधिले सम्पूर्ण विश्व व्यवस्थालाई धम्की दिन सक्छ। अन्य विज्ञहरू विश्वास गर्छन् कि रूसीहरूको डर निराधार छ, किनकि वास्तविक क्वान्टम सुपर कम्प्युटरको निर्माणले पनि अनुमति दिनेछ। क्वान्टम क्रिप्टोग्राफी सुरु गर्नुहोस्, अविनाशी मानिन्छ।

अर्को दृष्टिकोण

परम्परागत कम्प्युटर प्रविधिहरू र क्वान्टम प्रणालीहरूको विकासको अतिरिक्त, विभिन्न केन्द्रहरूले भविष्यका सुपर कम्प्युटरहरू निर्माण गर्न अन्य विधिहरूमा काम गरिरहेका छन्।

अमेरिकी एजेन्सी DARPA ले वैकल्पिक कम्प्युटर डिजाइन समाधानका लागि छवटा केन्द्रहरूलाई कोष दिन्छ। आधुनिक मेसिनहरूमा प्रयोग हुने वास्तुकलालाई परम्परागत रूपमा भनिन्छ भोन न्यूमन वास्तुकलाओह, ऊ सत्तरी वर्षको भइसकेको छ। विश्वविद्यालय अनुसन्धानकर्ताहरूको लागि रक्षा संगठनको समर्थनले पहिले भन्दा ठूलो मात्रामा डेटा ह्यान्डल गर्नको लागि एक स्मार्ट दृष्टिकोण विकास गर्ने लक्ष्य राख्छ।

बफरिङ र समानान्तर कम्प्युटिङ यी टोलीहरूले काम गरिरहेका नयाँ विधिहरूका केही उदाहरणहरू यहाँ छन्। अर्को ADA (), जसले CPU र मेमोरी कम्पोनेन्टहरूलाई मदरबोर्डमा तिनीहरूको जडानका समस्याहरू समाधान गर्नुको सट्टा मोड्युलहरूका साथ एकै असेंबलीमा रूपान्तरण गरेर अनुप्रयोगहरू विकास गर्न सजिलो बनाउँछ।

गत वर्ष, बेलायत र रुसका अनुसन्धानकर्ताहरूको टोलीले यो प्रकारको सफलतापूर्वक प्रदर्शन गरेको थियो "जादूको धुलो"जसमा तिनीहरू रचना गरिएका छन् प्रकाश र पदार्थ - अन्ततः "कार्यसम्पादन" मा पनि सबैभन्दा शक्तिशाली सुपर कम्प्युटरहरू भन्दा उच्च।

क्याम्ब्रिज, साउथह्याम्प्टन र कार्डिफका बेलायती विश्वविद्यालयहरू र रुसी स्कोल्कोभो इन्स्टिच्युटका वैज्ञानिकहरूले क्वान्टम कणहरू प्रयोग गरेका छन्। ध्रुवीकरणजसलाई प्रकाश र पदार्थ बिचको वस्तुको रूपमा परिभाषित गर्न सकिन्छ। यो कम्प्यूटर कम्प्युटिङ को लागी एकदम नयाँ दृष्टिकोण हो। वैज्ञानिकहरूका अनुसार यसले जीवविज्ञान, वित्त र अन्तरिक्ष यात्रा जस्ता विभिन्न क्षेत्रहरूमा हाल नसुल्झिएका प्रश्नहरू समाधान गर्न सक्षम नयाँ प्रकारको कम्प्युटरको आधार बनाउन सक्छ। अध्ययनको नतिजा नेचर मटेरियल्स जर्नलमा प्रकाशित छ।

याद गर्नुहोस् कि आजका सुपर कम्प्युटरहरूले समस्याहरूको सानो अंश मात्र ह्यान्डल गर्न सक्छन्। एक काल्पनिक क्वान्टम कम्प्यूटर पनि, यदि यो अन्तमा बनाइयो भने, सबैभन्दा जटिल समस्याहरू समाधान गर्न को लागी एक चतुर्भुज गति प्रदान गर्दछ। यसैबीच, "फेरी डस्ट" सिर्जना गर्ने ध्रुवीकरणहरू लेजर बीमहरूको साथ ग्यालियम, आर्सेनिक, इन्डियम, र एल्युमिनियम परमाणुहरूको तहहरू सक्रिय गरेर सिर्जना गरिन्छ।

यी तहहरूमा रहेका इलेक्ट्रोनहरूले निश्चित रंगको प्रकाशलाई अवशोषित र उत्सर्जन गर्छन्। पोलारिटोनहरू इलेक्ट्रोनहरू भन्दा दस हजार गुणा हल्का हुन्छन् र पदार्थको नयाँ अवस्थालाई जन्म दिन पर्याप्त घनत्वमा पुग्न सक्छन्। बोस-आइन्स्टेन कंडेन्सेट (आठ)। यसमा पोलारिटोन्सका क्वान्टम चरणहरू सिंक्रोनाइज हुन्छन् र एकल म्याक्रोस्कोपिक क्वान्टम वस्तु बनाउँछन्, जुन फोटोलुमिनेसेन्स मापनद्वारा पत्ता लगाउन सकिन्छ।

8. बोस-आइन्स्टाइन कन्डेनसेट देखाउने प्लट

यो बाहिर जान्छ कि यस विशेष अवस्थामा, एक पोलारिटोन कन्डेन्सेटले क्वान्टम कम्प्युटरहरू क्विट-आधारित प्रोसेसरहरू भन्दा धेरै कुशलतापूर्वक वर्णन गर्दा हामीले उल्लेख गरेको अनुकूलन समस्या समाधान गर्न सक्छ। ब्रिटिस-रूसी अध्ययनका लेखकहरूले देखाउँछन् कि ध्रुवीकरणहरू सघन रूपमा, तिनीहरूको क्वान्टम चरणहरू एक जटिल प्रकार्यको निरपेक्ष न्यूनतमसँग अनुरूप कन्फिगरेसनमा व्यवस्थित हुन्छन्।

"हामी जटिल समस्याहरू समाधान गर्न ध्रुवीकरण प्लटहरूको सम्भाव्यता अन्वेषणको सुरुवातमा छौं," नेचर मटेरियलका सह-लेखक प्रा. पाभलोस लागौडाकिस, साउथह्याम्प्टन विश्वविद्यालयको हाइब्रिड फोटोनिक्स प्रयोगशालाका प्रमुख। "हामी हाल अन्तर्निहित प्रशोधन शक्ति परीक्षण गर्दा सयौं नोडहरूमा हाम्रो उपकरण मापन गर्दैछौं।"

प्रकाश र पदार्थको सूक्ष्म क्वान्टम चरणहरूको संसारबाट यी प्रयोगहरूमा, क्वान्टम प्रोसेसरहरू पनि अनाड़ी र वास्तविकतासँग जोडिएको जस्तो देखिन्छ। तपाईले देख्न सक्नुहुन्छ, वैज्ञानिकहरूले भोलिका सुपर कम्प्युटरहरू र भोलिको मेसिनहरूमा मात्र काम गर्दैनन्, तर तिनीहरूले भोलि के हुन्छ भनेर योजना बनाइरहेका छन्।

यस बिन्दुमा exascale पुग्न एकदम चुनौतीपूर्ण हुनेछ, त्यसपछि तपाइँ फ्लप स्केल (9) मा अर्को माइलस्टोनहरू बारे सोच्नुहुनेछ। तपाईले अनुमान गरेको हुन सक्छ, प्रोसेसर र मेमोरी थप्नु मात्र पर्याप्त छैन। यदि वैज्ञानिकहरू विश्वास गर्ने हो भने, यस्तो शक्तिशाली कम्प्युटिङ पावर हासिल गर्नाले हामीलाई थाहा छ कि क्यान्सर बुझ्ने वा खगोलीय डेटाको विश्लेषण गर्ने जस्ता मेगा समस्याहरू समाधान गर्न अनुमति दिनेछ।

9. सुपरकम्प्युटिङको भविष्य

प्रश्नलाई उत्तरसँग मिलाउनुहोस्

के अर्को छ?

ठीक छ, क्वान्टम कम्प्यूटरको मामलामा, प्रश्नहरू उठ्छन् कि तिनीहरू केका लागि प्रयोग गर्नुपर्छ। पुरानो भनाइ अनुसार, कम्प्युटरले समस्याहरू समाधान गर्दछ जुन तिनीहरू बिना अवस्थित हुँदैन। त्यसैले हामीले सम्भवतः यी भविष्यका सुपरमेसिनहरू पहिले निर्माण गर्नुपर्छ। त्यसपछि समस्याहरू आफैं उत्पन्न हुनेछ।

क्वान्टम कम्प्युटर कुन क्षेत्रमा उपयोगी हुन सक्छ?

कृत्रिम बुद्धिमत्ता। AI () अनुभवको माध्यमबाट सिक्ने सिद्धान्तमा काम गर्दछ, जुन प्रतिक्रिया प्राप्त भएपछि र कम्प्युटर प्रोग्राम "स्मार्ट" नहुँदासम्म थप सटीक हुँदै जान्छ। प्रतिक्रिया धेरै सम्भावित विकल्पहरूको सम्भावनाहरूको गणनामा आधारित छ। हामीलाई पहिले नै थाहा छ कि लकहिड मार्टिन, उदाहरणका लागि, अटोपायलट सफ्टवेयर परीक्षण गर्न यसको D-वेभ क्वान्टम कम्प्युटर प्रयोग गर्ने योजना छ जुन हाल क्लासिकल कम्प्युटरहरूको लागि धेरै जटिल छ, र गुगलले ल्यान्डमार्कहरूबाट कारहरू छुट्याउन सक्ने सफ्टवेयर विकास गर्न क्वान्टम कम्प्युटर प्रयोग गरिरहेको छ।

आणविक मोडेलिङ। क्वान्टम कम्प्युटरहरूको लागि धन्यवाद, रासायनिक प्रतिक्रियाहरूको लागि इष्टतम कन्फिगरेसनहरू खोज्दै, आणविक अन्तरक्रियाहरू सही रूपमा मोडेल गर्न सम्भव हुनेछ। क्वान्टम रसायन विज्ञान यति जटिल छ कि आधुनिक डिजिटल कम्प्युटरहरूले मात्र सरल अणुहरू विश्लेषण गर्न सक्छन्। रासायनिक प्रतिक्रियाहरू प्रकृतिमा क्वान्टम हुन् किनभने तिनीहरूले एकअर्कालाई ओभरल्याप गर्ने अत्यधिक अलमलमा परेका क्वान्टम अवस्थाहरू सिर्जना गर्छन्, त्यसैले पूर्ण रूपमा विकसित क्वान्टम कम्प्युटरहरूले सबैभन्दा जटिल प्रक्रियाहरूलाई पनि सजिलै मूल्याङ्कन गर्न सक्छन्। गुगलसँग पहिले नै यस क्षेत्रमा विकासहरू छन् - तिनीहरूले हाइड्रोजन अणुलाई मोडेल गरेका छन्। नतिजा सोलार प्यानलदेखि औषधिसम्म थप प्रभावकारी उत्पादनहरू हुनेछन्।

क्रिप्टोग्राफी। सुरक्षा प्रणालीहरू आज कुशल प्राथमिक पुस्तामा निर्भर छन्। यो हरेक सम्भावित कारकलाई हेरेर डिजिटल कम्प्यूटरको साथ हासिल गर्न सकिन्छ, तर त्यसो गर्नको लागि आवश्यक समयको सरासर मात्राले "कोड ब्रेकिङ" महँगो र अव्यावहारिक बनाउँछ। यसैबीच, क्वान्टम कम्प्युटरहरूले डिजिटल मेसिनहरू भन्दा बढी प्रभावकारी रूपमा यो गर्न सक्छन्, यसको मतलब आजको सुरक्षा विधिहरू चाँडै अप्रचलित हुनेछन्। त्यहाँ क्वान्टम एन्क्रिप्शन विधिहरू पनि छन् जुन क्वान्टम उलझनको एकदिशात्मक प्रकृतिको फाइदा लिनको लागि विकसित भइरहेको छ। शहरव्यापी नेटवर्कहरू पहिले नै धेरै देशहरूमा प्रदर्शन भइसकेका छन्, र चिनियाँ वैज्ञानिकहरूले भर्खरै घोषणा गरे कि उनीहरूले सफलतापूर्वक परिक्रमा गरिरहेको "क्वान्टम" उपग्रहबाट तीन अलग-अलग आधार स्टेशनहरूमा पृथ्वीमा फसेका फोटानहरू पठाउँदै छन्।

वित्तीय मोडेलिङ। आधुनिक बजारहरू अस्तित्वमा सबैभन्दा जटिल प्रणालीहरू हुन्। यद्यपि तिनीहरूको विवरण र नियन्त्रणको लागि वैज्ञानिक र गणितीय उपकरणहरू विकसित गरिएको छ, त्यस्ता गतिविधिहरूको प्रभावकारिता अझै पनि वैज्ञानिक विषयहरू बीचको आधारभूत भिन्नताको कारणले ठूलो मात्रामा अपर्याप्त छ: त्यहाँ कुनै नियन्त्रित वातावरण छैन जहाँ प्रयोगहरू गर्न सकिन्छ। यो समस्या समाधान गर्न, लगानीकर्ता र विश्लेषकहरू क्वान्टम कम्प्युटिङमा फर्केका छन्। एउटा तत्काल फाइदा भनेको क्वान्टम कम्प्युटरहरूमा निहित अनियमितता वित्तीय बजारको स्टोकास्टिक प्रकृतिसँग मेल खान्छ। लगानीकर्ताहरू प्रायः अनियमित रूपमा उत्पन्न परिदृश्यहरूको धेरै ठूलो संख्यामा परिणामहरूको वितरणको मूल्याङ्कन गर्न चाहन्छन्।

मौसम पूर्वानुमान। NOAA प्रमुख अर्थशास्त्री रोडनी एफ वेइहरले अमेरिकी जीडीपीको लगभग ३०% ($६ ट्रिलियन) प्रत्यक्ष वा अप्रत्यक्ष रूपमा मौसममा निर्भर रहेको दाबी गर्छन्। खाद्य उत्पादन, यातायात र खुद्रा बिक्री को लागी। यसरी, प्राकृतिक प्रकोप संरक्षणको लागि छुट्याइएको लामो समय उल्लेख नगरी, धेरै क्षेत्रहरूमा आभाको राम्रो भविष्यवाणी गर्ने क्षमता धेरै उपयोगी हुनेछ। युकेको राष्ट्रिय मौसम विज्ञान शाखा, मेट अफिसले २०२० पछि सामना गर्नुपर्ने शक्ति र स्केलेबिलिटी आवश्यकताहरू पूरा गर्न त्यस्ता आविष्कारहरूमा लगानी गर्न थालिसकेको छ, र आफ्नै एक्सास्केल कम्प्युटिङ आवश्यकताहरूमा रिपोर्ट प्रकाशित गरेको छ।

कण भौतिकी। ठोस कण भौतिकी मोडेलहरू प्रायः अत्यन्त जटिल, जटिल समाधानहरू हुन् जसलाई संख्यात्मक सिमुलेशनहरूको लागि धेरै कम्प्युटेशनल समय चाहिन्छ। यसले तिनीहरूलाई क्वान्टम कम्प्युटिङको लागि आदर्श बनाउँछ, र वैज्ञानिकहरूले पहिले नै यसलाई पूंजीकृत गरिसकेका छन्। इन्सब्रक विश्वविद्यालय र क्वान्टम अप्टिक्स र क्वान्टम जानकारी (IQOQI) को लागि संस्थानका अन्वेषकहरूले हालै यो सिमुलेशन प्रदर्शन गर्न एक प्रोग्रामेबल क्वान्टम प्रणाली प्रयोग गरे। नेचरमा प्रकाशित प्रकाशनका अनुसार, समूहले क्वान्टम कम्प्युटरको सरल संस्करण प्रयोग गर्‍यो जसमा आयनहरूले तार्किक अपरेशनहरू प्रदर्शन गर्थे, कुनै पनि कम्प्युटर गणनाको आधारभूत चरणहरू। सिमुलेशनले वर्णन गरिएको भौतिकीका वास्तविक प्रयोगहरूसँग पूर्ण सहमति देखाएको छ। सैद्धान्तिक भौतिकशास्त्री पिटर जोलर भन्छन्। -