Asoya berê - û ji derveyî ...

Ji aliyek ve, divê ew ji me re bibin alîkar ku kanserê têk bibin, hewayê rast pêşbîn bikin, û tevhevkirina nukleerî serdest bikin. Ji aliyê din ve, tirsa wê heye ku bibin sedema wêrankirina gerdûnî an jî koletiya mirovahiyê. Lêbelê, heya niha, cinawirên hesabker hîn jî nekarin di heman demê de qenciyek mezin û xirabiya gerdûnî bikin.

Di salên 60-an de, komputerên herî bikêrhatî xwedî hêz bûn megaflops (bi mîlyonan operasyonên xala herikandinê di çirkeyê de). Yekem komputer bi hêza pêvajoyê mezintir 1 GFLOPS (gigaflops) bû Cray 2, ji hêla Cray Research ve di 1985 de hatî çêkirin. Modela yekem bi hêza pêvajoyê jor 1 TFLOPS (teraflops) bû ASCI Sor, di sala 1997 de ji hêla Intel ve hatî afirandin. Hêza 1 PFLOPS (petaflops) gihîştiye roadrunner, di sala 2008 de ji hêla IBM ve hatî derxistin.

Tomara hêza hesabker a heyî ya Sunway TaihuLight ya Chineseînî ye û 9 PFLOPS e.

Her çend, wekî ku hûn dibînin, makîneyên herî hêzdar hîn jî negihîştine bi sedan petaflops, her ku diçe bêtir sîstemên exascaleku tê de hêz divê li ber çavan bê girtin exaflopsach (EFLOPS), yanî. li ser 1018 operasyonên per second. Lêbelê, avahiyên weha hîn jî tenê di qonaxa projeyên cûrbecûr yên sofîstîke de ne.

KÊmkirin (, operesyonên xala herikandinê di çirkeyê de) yekîneyek hêza hesabkirinê ye ku di serî de di sepanên zanistî de tê bikar anîn. Ew ji bloka MIPS-ê ya ku berê hatî bikar anîn piralîtir e, ku tê vê wateyê ku hejmara rêwerzên pêvajoyê di çirkeyê de. Flop ne SI ye, lê dikare wekî yekîneyek 1/s were şîrove kirin.

Ji bo penceşêrê pêdivî bi exascale heye

Exaflops, an jî hezar petaflops, ji hemû XNUMX superkomputerên sereke bi hev re zêdetir e. Zanyar hêvî dikin ku nifşek nû ya makîneyên bi hêzek wusa dê di warên cihêreng de destkeftiyan bîne.

Hêza hilberandina Exascale ya ku bi teknolojiyên fêrbûna makîneyê yên bi lez pêşde tê hevgirtî divê, mînakî, di dawiyê de bibe alîkar koda penceşêrê bişkînin. Rêjeya daneyên ku divê bijîjk hebin ji bo teşhîskirin û dermankirina penceşêrê ew qas mezin e ku ji bo komputerên asayî zehmet e ku meriv bi peywirê re mijûl bibe. Di lêkolînek biopsiya tîmorê ya tîpîk de, zêdetirî 8 mîlyon pîvan têne girtin, di dema ku bijîjk tevgera tîmorê, bersiva wê ya li dermankirina dermankolojîk, û bandora li ser laşê nexweş analîz dikin. Ev deryayek rastîn a daneyan e.

Rick Stevens ji Laboratoriya Argonne ya Wezareta Enerjiyê ya Dewletên Yekbûyî (DOE) got. -

Lêkolîna bijîjkî bi hêza hesabkirinê re, zanyar dixebitin sîstema tora neuralî CANDLE (). Ev dihêle hûn plansaziyek dermankirinê ya ku li gorî hewcedariyên kesane yên her nexweş tê pêşbînîkirin û pêşve xistin. Ev ê ji zanyaran re bibe alîkar ku bingeha molekularî ya danûstendinên proteîn ên sereke fam bikin, modelên bersivê yên dermanê pêşbînîkirî pêşve bibin, û stratejiyên dermankirinê yên çêtirîn pêşniyar bikin. Argonne bawer dike ku pergalên exascale dê karibin serlêdana CANDLE-ê 50-100 carî zûtir ji supermakîneyên herî hêzdar ên ku îro têne zanîn bimeşînin.

Ji ber vê yekê, em li hêviya xuyabûna superkomputerên exascale ne. Lêbelê, guhertoyên yekem ne hewce ne ku li Dewletên Yekbûyî xuya bibin. Bê guman, DYE di pêşbaziyê de ye ku wan biafirîne, û hukûmeta herêmî jî di projeyek ku jê re tê zanîn Aurora bi AMD, IBM, Intel û Nvidia re hevkariyê dike, hewl dide ku pêşiya pêşbaziyên biyanî bigire. Lêbelê, ev nayê pêşbînîkirin ku beriya 2021-an çêbibe. Di vê navberê de, di Çile 2017 de, pisporên Chineseînî avakirina prototîpa exascale ragihand. Modelek bi tevahî fonksiyonel a vî rengî yekîneya hesabker - - ye tianhe-3 - lê, ne mimkûn e ku di çend salên pêş de amade be.

Çînî çetin girtin

Rastî ev e ku ji sala 2013-an vir ve, pêşveçûnên çînî di navnîşa komputerên herî hêzdar ên cîhanê de cih digirin. Bi salan serdest bû tianhe-2û niha xurma ya navborî ye Sunway Taihu Ronahî. Tê bawer kirin ku ev her du makîneyên herî bihêz ên Keyaniya Navîn ji hemî bîst û yek superkomputerên Wezareta Enerjiyê ya Dewletên Yekbûyî pir bi hêztir in.

Zanyarên Amerîkî, bê guman, dixwazin pozîsyona pêşeng a ku pênc sal berê girtibûn, ji nû ve bi dest bixin û li ser pergalek ku rê bide wan vê yekê dixebitin dixebitin. Ew li Laboratoriya Neteweyî ya Oak Ridge li Tennessee tê çêkirin. Civînê (2), superkomputerek ku dê di dawiya vê salê de were xebitandin. Ew ji hêza Sunway TaihuLight derbas dibe. Ew ê ji bo ceribandin û pêşxistina materyalên nû yên bihêztir û siviktir, ji bo simulasyona hundurê Erdê bi karanîna pêlên dengbêjî, û ji bo piştgirîkirina projeyên astrofizîkê yên ku li eslê gerdûnê lêkolîn dikin were bikar anîn.

2. Plana mekan a superkomputera Summit

Li Laboratoriya Neteweyî ya Argonne ya navborî, zanyar di demek nêzîk de plan dikin ku amûrek hê zûtir ava bikin. Wek tê zanîn A21Tê payîn ku performans bigihîje 200 petaflops.

Japon jî beşdarî pêşbirka superkomputerê dibe. Her çend ew di van demên dawî de ji hêla hevrikiya DY-Chinaîn ve hinekî hate paşguh kirin, ev welat e ku plan dike ku dest pê bike. sîstema ABKI (), 130 petaflops hêzê pêşkêşî dike. Japonî hêvî dikin ku superkomputerek wusa dikare ji bo pêşxistina AI (îstîxbarata hunerî) an fêrbûna kûr were bikar anîn.

Di vê navberê de, Parlamentoya Ewropî nû biryar da ku superkomputerek YE mîlyar euro ava bike. Ev cinawirê komputerê dê di dawiya 2022 û 2023-an de ji bo navendên lêkolînê yên parzemîna me dest bi xebata xwe bike. Makîne dê di hundurê de were çêkirin Projeya EuroGPCû avakirina wê dê ji hêla Dewletên Endam ve were fînanse kirin - ji ber vê yekê Polonya jî dê beşdarî vê projeyê bibe. Hêza wê ya pêşbînîkirî bi gelemperî wekî "pre-exascale" tête binav kirin.

Heya nuha, li gorî rêza 2017-an, ji pêncsed superkomputerên herî bilez ên cîhanê, li Chinaînê 202 makîneyên weha hene (40%), lê Amerîka 144 (29%) kontrol dike.

Çîn di heman demê de %35ê hêza kompîturê ya cîhanê li gorî 30% li Dewletên Yekbûyî bikar tîne. Welatên ku di lîsteyê de herî zêde superkomputer hene Japonya (35 sîstem), Almanya (20), Fransa (18) û Brîtanya (15) ne. Hêjayî gotinê ye ku, bêyî ku welatê jêderê be, her pênc sed superkomputerên herî hêzdar guhertoyên cihêreng ên Linux-ê bikar tînin ...

Xwe dîzayn dikin

Superkomputer jixwe amûrek hêja ne ku pîşesaziyên zanist û teknolojiyê piştgirî dikin. Ew lêkolîner û endezyaran dihêlin ku di warên wekî biyolojî, pêşbînkirina hewa û avhewa, astrofizîk, û çekên nukleerî de pêşkeftinek domdar (û carinan jî gavên mezin ber bi pêş ve bibin) pêk bînin.

Ya mayî girêdayî hêza wan e. Di dehsalên pêş de, karanîna superkomputeran dikare rewşa aborî, leşkerî û jeopolîtîk a wan welatan biguhezîne ku gihîştina wan binesaziya herî pêşkeftî heye.

Pêşveçûn di vî warî de ewqas bilez e ku sêwirana nifşên nû yên mîkroprosesor jixwe ji bo gelek çavkaniyên mirovî jî pir dijwar bûye. Ji ber vê sedemê, nermalava kompîturê ya pêşkeftî û superkomputer her ku diçe di pêşdebirina komputeran de, di nav wan de yên bi pêşgira "super" de, rola pêşeng dileyzin.

3. Supercomputer Japanese

Pargîdaniyên dermansaziyê dê di demek nêzîk de bi saya hêzên mezin ên hesabkirinê karibin bi tevahî bixebitin hilberandina hejmareke mezin ji genomên mirovan, heywan û nebatên ku dê alîkariya afirandina derman û dermanên nû ji bo nexweşiyên cihêreng bikin.

Sedemek din (bi rastî yek ji wan ên sereke) çima hukûmet ew qas di pêşkeftina superkomputeran de veberhênan dikin. Wesayîtên bikêrtir dê alîkariya serokên leşkerî yên pêşerojê bikin ku di her rewşek şer de stratejiyên şer ên zelal pêş bixin, rê bidin pêşxistina pergalên çekan ên bi bandortir, û piştgirî bidin dadrês û ajansên îstîxbaratê di pêşîgirtina tehdîdên potansiyel de.

Ji bo simulasyona mêjî hêza têr nake

Pêdivî ye ku superkomputerên nû alîkariya deşîfrekirina superkomputera xwezayî ya ku ji demek dirêj ve ji me re tê zanîn - mejiyê mirovan.

Tîmek navneteweyî ya zanyaran di van demên dawî de algorîtmek pêşxistiye ku di modelkirina girêdanên neuralî yên mêjî de gavek nû ya girîng temsîl dike. Nşh NO algorithm, ku di kaxezek gihîştina vekirî de hatî weşandin ku di Frontiers in Neuroinformatics de hatî weşandin, tê pêşbînî kirin ku 100 mîlyar neuronên mêjiyê mirovan ên bi hev ve girêdayî li ser superkomputeran simule bike. Zanyarên navenda lêkolînê ya Elman Jülich, Zanîngeha Norwêcê ya Zanistên Jiyanê, Zanîngeha Aachen, Enstîtuya RIKEN a Japonî û Enstîtuya Teknolojiyê ya Qraliyeta KTH ya Stockholmê tevlî xebatê bûn.

Ji sala 2014-an vir ve, li ser superkomputerên RIKEN û JUQUEEN li Navenda Jülich Supercomputing li Almanyayê, simulasyonên tora neuralî yên mezin têne xebitandin, ku girêdanên bi qasî 1% ji neuronan di mêjiyê mirovan de simul dikin. Çima tenê ewqas? Ma superkomputer dikarin tevahiya mêjî simul bikin?

Susanne Kunkel ji şirketa swêdî KTH diyar dike.

Di dema simulasyonê de, pêdivî ye ku potansiyelek çalakiyek neuron (impulên elektrîkî yên kurt) ji hema hema hemî 100 kesan re were şandin. komputerên piçûk, ku jê re girêk têne gotin, her yek bi hejmarek pêvajoyên ku hesabên rastîn pêk tînin ve girêdayî ye. Her girêk kontrol dike ka kîjan ji van impulsan bi neuronên virtual yên ku di vê girêkê de hene ve girêdayî ne.

4. Modelkirina girêdanên mêjî yên neuronan, yanî. em tenê di destpêka rêwîtiyê de ne (1%)

Eşkere ye, mêjera bîranîna kompîturê ya ku ji hêla pêvajokeran ve ji bo van bitsên zêde yên per neuron hewce dike bi mezinahiya tora neuralî re zêde dibe. Ji bo ku em ji %1 simulasyona tevahiya mêjiyê mirovan (4) wêdetir biçin, pêdivî ye XNUMX qat bîra zêdetir ji ya ku îro di hemî superkomputeran de heye. Ji ber vê yekê, meriv dikare li ser bidestxistina simulasyona tevahiya mêjî tenê di çarçoweya superkomputerên exascale yên pêşerojê de biaxive. Li vir divê algorîtmaya NEST-a nifşê din bixebite.

TOP-5 superkomputerên cîhanê

1. Sanway TaihuLight - Superkomputerek 93 PFLOPS di sala 2016-an de li Wuxi, Chinaîn hate destpêkirin. Ji Hezîrana 2016-an vir ve, ew di rêza TOP500-ê ya superkomputeran de ku xwedan hêza herî mezin a komputerê li cîhanê ye, di serî de ye.

2. Tianhe-2 (Riya Şîrî-2) superkomputerek e ku bi hêza hesabkirinê ya 33,86 PFLOPS ji hêla NUDT () ve li Chinaînê hatî çêkirin. Ji Hezîrana 2013

heta Hezîrana 2016, ew superkomputera herî bilez a cîhanê bû.

3. Pease Dynt - sêwiranek ku ji hêla Cray ve hatî pêşve xistin, li Navenda Supercomputing ya Neteweyî ya Swîsreyê (). Di van demên dawî de hate nûve kirin - Lezkerên Nvidia Tesla K20X bi yên nû hatin guheztin, Tesla P100, ku ev gengaz kir ku di havîna 2017-an de hêza hesabkirinê ji 9,8-ê berbi 19,6 PFLOPS-ê zêde bike.

4. Gyokou superkomputerek e ku ji hêla ExaScaler û PEZY Computing ve hatî pêşve xistin. Li Ajansa Japonya ji bo Zanist û Teknolojiya Deryayî (JAMSTEC) ya Enstîtuya Zanistên Geosciences ya Yokohama; li heman qatê wekî simulatora Erdê. Hêz: 19,14 PFLOP.

5. Tîtanyûm superkomputerek 17,59 PFLOPS e ku ji hêla Cray Inc ve hatî çêkirin. û di Cotmeha 2012 de li Laboratoriya Neteweyî ya Oak Ridge li Dewletên Yekbûyî hate destpêkirin. Ji Mijdara 2012-an heya Hezîrana 2013-an, Titan superkomputera herî bilez a cîhanê bû. Ew niha di rêza pêncemîn de ye, lê dîsa jî li Dewletên Yekbûyî superkomputera herî bilez e.

Ew ji bo serweriya kuantumê jî pêşbaziyê dikin

IBM bawer dike ku di pênc salên pêş de, ne superkomputerên li ser bingeha çîpên kevneşopî yên silicon, lê dê dest bi weşanê bikin. Li gorî lêkolînerên pargîdaniyê, pîşesaziyê nû dest pê dike ku fêm bike ka komputerên quantum çawa dikarin werin bikar anîn. Tê payîn ku endezyar di nav pênc salan de yekem serîlêdanên sereke yên van makîneyan kifş bikin.

Komputerên kuantûmê yekîneyeke hesabkirinê ya jê re tê gotin bikar tînin kubitem. Nîvconduktorên asayî agahdarî bi awayê rêzikên 1 û 0 temsîl dikin, lê qubit taybetiyên kuantûmê nîşan didin û dikarin hevdem hesaban wekî 1 û 0 bikin. Ev tê wê wateyê ku du qubit dikarin hevdem rêzikên 1-0, 1-1, 0-1 nîşan bidin. . ., 0-0. Hêza kompîturê bi her qubitê qat bi qat mezin dibe, ji ber vê yekê bi teorî komputerek kuantûmê ya ku tenê 50 qubit heye dikare ji superkomputerên herî bi hêz ê cîhanê xwedî hêza hilberandinê zêdetir be.

D-Wave Systems jixwe komputerek quantum difiroşe, ku tê gotin 2 ji wan hene. qubits. Lebê kopiyên D-Wave(5) munaqeşe ne. Her çend hin lêkolîneran ew baş bikar anîne, lê dîsa jî wan ji komputerên klasîk dernakeve û tenê ji bo hin çînên pirsgirêkên xweşbîniyê bikêr in.

5. Komputerên kûantûmê yên D-Wave

Çend meh berê, Google Quantum AI Lab pêvajoyek quantum a nû ya 72-qubit bi navê cones bristle (6). Dibe ku ew di demek nêzîk de bi serketina superkomputerek klasîk bigihîje "serweriya kuantumê", bi kêmanî gava ku ew tê ser çareserkirina hin pirsgirêkan. Dema ku pêvajoyek kuantûmê di xebitandinê de rêjeyek xeletiyek têra xwe kêm nîşan dide, ew dikare ji superkomputerek klasîk bi peywirek IT-ya baş-dîyarkirî bikêrtir be.

6. Pêvajoya kuantûmê ya Bristlecone 72-qubit

Di rêzê de pêvajoya Google bû, ji ber ku di meha Çile de, mînakî, Intel pergala xweya quantumê ya 49-qubit ragihand, û berê IBM guhertoyek 50-qubit destnîşan kir. çîpê intel, Dirêj, di awayên din de jî nûjen e. Ew yekem çerxa yekbûyî ya "neuromorfîk" e ku ji bo teqlîdkirina mejiyê mirovan çawa fêr dibe û têdigihîje hatiye çêkirin. Ew "bi tevahî fonksiyonel" e û dê di dawiya vê salê de ji hevkarên lêkolînê re peyda bibe.

Lêbelê, ev tenê destpêk e, ji ber ku ji bo ku hûn karibin bi cinawirên silicon re mijûl bibin, hûn hewceyê z bi milyonan qubit. Komek ji zanyaran li Zanîngeha Teknîkî ya Holendî li Delft hêvî dikin ku awayê gihîştina pîvanek wusa karanîna silicon di komputerên kuantum de ye, ji ber ku endamên wan çareseriyek dîtine ka meriv çawa silicon bikar tîne ji bo çêkirina pêvajoyek quantum a bernamekirî.

Di lêkolîna xwe de, ku di kovara Nature de hate weşandin, tîmê Hollandî zivirandina yek elektronê bi karanîna enerjiya mîkropêl kontrol kir. Di sîlîkonê de, elektron dê di heman demê de ber bi jor û jêr ve bizivire, bi bandor wê li cihê xwe bigire. Piştî ku ev hat bidestxistin, tîmê du elektron bi hev ve girêda û wan bername kir ku algorîtmayên kuantumê bimeşînin.

Ew gengaz bû ku li ser bingeha silicon were afirandin processor quantum du-bit.

Dr Tom Watson, yek ji nivîskarên lêkolînê, ji BBC re rave kir. Ger Watson û ekîba wî hîn bêtir elektronan bi hev ve girêdin, ew dikare bibe sedema serhildanê. pêvajoyên qubitev ê me gavekê nêzî komputerên kuantum ên pêşerojê bike.

- Yê ku komputerek kuantûmê ya bi tevahî bikêrhatî ava bike dê li cîhanê hukum bike Manas Mukherjee ji Zanîngeha Neteweyî ya Singapore û lêkolînerê sereke li Navenda Neteweyî ya Teknolojiya Quantumê herî dawî di hevpeyvînekê de got. Pêşbaziya di navbera pargîdaniyên teknolojiyê yên herî mezin û laboratîfên lêkolînê de niha li ser vê tê gotin serweriya kuantumê, xala ku tê de komputerek quantum dikare hesabên ji her tiştê ku komputerên nûjen ên herî pêşkeftî dikarin pêşkêş bikin wêdetir pêk bîne.

Mînakên jorîn ên destkeftiyên Google, IBM û Intel destnîşan dikin ku pargîdaniyên Dewletên Yekbûyî (û ji ber vê yekê dewlet) di vî warî de serdest in. Lêbelê, Alibaba Cloud a Chinaînê di van demên dawî de platformek 11-qubit-based computing cloud-ê ku destûrê dide zanyaran ku algorîtmayên nû yên kuantumê biceribîne derxist. Ev tê wê wateyê ku Çîn di warê blokên hesabkirina kuantûmê de jî hirçan bi axûr nagire.

Lêbelê, hewildanên ji bo afirandina superkomputerên quantum ne tenê ji bo îmkanên nû bi coş in, lê di heman demê de dibe sedema nîqaşan.

Çend meh berê, di Konferansa Navneteweyî ya Teknolojiyên Kuantûmê de li Moskovayê, Alexander Lvovsky (7) ji Navenda Quantum a Rûsyayê, ku di heman demê de profesorê fîzîkê ye li zanîngeha Calgary li Kanada, got ku komputerên kuantum amûra tunekirinêbê afirandin.

7. Profesor Alexander Lvovsky

Mebesta wî çi bû? Berî her tiştî, ewlehiya dîjîtal. Heya nuha, hemî agahdariya dîjîtal a hesas ku li ser Înternetê têne şandin têne şîfre kirin da ku nepeniya aliyên eleqedar biparêzin. Me berê rewşên dîtiye ku hacker dikarin bi şikandina şîfrekirinê ve van daneyan asteng bikin.

Li gorî Lvov, xuyangkirina komputerek quantum dê ji sûcdarên sîber re hêsantir bike. Ti amûrek şîfrekirinê ya ku îro tê zanîn nikare xwe ji hêza hilberandina komputerek quantum a rastîn biparêze.

Qeydên bijîjkî, agahdariya darayî, û hetta nehêniyên hukûmet û rêxistinên leşkerî dê di panîkê de peyda bibin, ev tê wê wateyê, wekî Lvovsky destnîşan dike, ku teknolojiya nû dikare tevahiya nîzama cîhanê tehdîd bike. Pisporên din bawer dikin ku tirsa rûsan bêbingeh e, ji ber ku çêkirina superkomputerek quantum a rastîn jî dê destûrê bide krîptografiya kuantûmê bidin destpêkirin, nehilweşînî tê hesibandin.

Nêzîkatiyek din

Ji bilî teknolojiyên kevneşopî yên komputerê û pêşveçûna pergalên quantum, navendên cihêreng li ser rêbazên din ên ji bo avakirina superkomputerên pêşerojê dixebitin.

Ajansa Amerîkî DARPA şeş navendan ji bo çareseriyên sêwirana kompîturê yên alternatîf fînanse dike. Mîmariya ku di makîneyên nûjen de têne bikar anîn bi kevneşopî tê gotin mîmariya von NeumannAx, ew jixwe heftê salî ye. Piştgiriya rêxistina berevaniyê ji lêkolînerên zanîngehê re armanc dike ku ji berê ve rêgezek jêhatîtir ji bo birêvebirina mîqdarên mezin ên daneyan pêş bixe.

Buffering û hesabkirina paralel Li vir çend mînakên rêbazên nû yên ku van tîm li ser dixebitin hene. Yekî din ADA (), ku bi veguheztina CPU û hêmanên bîranînê yên bi modulan re li yek meclîsê, li şûna ku bi pirsgirêkên pêwendiya wan a li ser motherboard-ê re mijûl bibe, pêşdebirina serlêdanan hêsantir dike.

Sala borî, tîmek lêkolînerên ji Keyaniya Yekbûyî û Rûsyayê bi serfirazî ew celeb nîşan dan "Toza Magic"ku ew ji wan pêk tên ronahî û madde - di dawiyê de di "performansa" de ji superkomputerên herî hêzdar jî çêtir e.

Zanyarên zanîngehên Brîtanî yên Cambridge, Southampton û Cardiff û Enstîtuya Skolkovo ya Rûsî keriyên kuantûmê yên bi navê polaritonsku dikare wekî tiştek di navbera ronahiyê û madeyê de were pênase kirin. Ev nêzîkatiyek bi tevahî nû ye ji bo komputera komputerê. Li gorî zanyaran, ew dikare bingeha celebek nû ya kompîturê ava bike ku bikaribe pirsên ku niha nayên çareser kirin çareser bike - di warên cihêreng de, wek biyolojî, darayî û rêwîtiya fezayê. Encamên lêkolînê di kovara Nature Materials de hatine weşandin.

Bînin bîra xwe ku superkomputerên îroyîn tenê dikarin beşek piçûk a pirsgirêkan çareser bikin. Tewra komputerek quantum a hîpotetîk, heke ew di dawiyê de were çêkirin, dê di çêtirîn de bilezek çargoşe ji bo çareserkirina pirsgirêkên herî tevlihev peyda bike. Di vê navberê de, polarîtonên ku "toza perî" diafirînin, bi aktîvkirina qatên atomên galium, arsenîk, îndyûm û aluminiumê bi tîrêjên lazerê têne afirandin.

Elektronên di van tebeqan de ronahiya rengekî diyar dikişînin û derdixin. Polariton ji elektronan deh hezar carî siviktir in û dikarin bigihîjin dravbûna têra xwe ji bo peydakirina rewşek nû ya madeyê ku wekî tê zanîn. Kondensata Bose-Einstein (heşt). Qonaxên kuantûmê yên polarîtonên di wê de têne hevdem kirin û yek tişta kuantum a makroskopîk ava dikin, ku dikare bi pîvandinên fotoluminescence ve were tesbît kirin.

8. Pîlanek ku kondensatek Bose-Einstein nîşan dide

Derket holê ku di vê dewleta taybetî de, kondensatek polarîton dikare pirsgirêka optimîzasyonê ya ku me behs kir dema ku komputerên kuantumê rave dikin ji pêvajoyên qubit-based pir bikêrhatîtir çareser bike. Nivîskarên lêkolînên Brîtanî-Rûsî destnîşan kirin ku her ku polarîton diqewime, qonaxên wan ên kuantûmê di vesaziyek ku bi kêmbûna mutleq a fonksiyonek tevlihev re têkildar e têne rêz kirin.

Hev-nivîskarê Nature Materials Prof. Pavlos Lagoudakis, Serokê Laboratory Photonics Hybrid li Zanîngeha Southampton. "Em naha dema ku hêza pêvajoyê ya bingehîn ceribandî amûrê xwe li bi sedan nokan mezin dikin."

Di van ceribandinên ji cîhana qonaxên quantum ên nazik ên ronahiyê û maddeyê de, tewra pêvajoyên kuantumê jî tiştek neqewimin û bi rastiyê ve girêdayî ne. Wekî ku hûn dibînin, zanyar ne tenê li ser superkomputerên sibê û makîneyên sibê dixebitin, lê ew jixwe plan dikin ku dê sibê çi bibe.

Di vê xalê de gihîştina exascale dê pir dijwar be, wê hingê hûn ê li ser qonaxên paşîn ên li ser pîvana flop (9) bifikirin. Wekî ku we texmîn kir, tenê lê zêdekirina pêvajo û bîranînê ne bes e. Ger ji zanyaran were bawer kirin, bi destxistina hêza hesabkerî ya wusa bi hêz dê rê bide me ku megaproblemên ku ji me re têne zanîn çareser bikin, wek deşîfrekirina penceşêrê an analîzkirina daneyên astronomîkî.

9. Pêşeroja supercomputing

Pirsê bi bersivê re li hev bikin

Çi ye?

Welê, di mijara komputerên quantum de, pirs derdikevin holê ka ew ji bo çi bêne bikar anîn. Li gorî gotina kevn, komputer pirsgirêkên ku bêyî wan tunebûn çareser dikin. Ji ber vê yekê dibe ku em pêşî van supermakîneyên futurîst ava bikin. Wê demê dê pirsgirêk bi serê xwe derkevin.

Di kîjan waran de komputerên kuantum dikarin bikêr bin?

îstîxbarata sûnî. AI () li ser prensîba fêrbûna bi ezmûnê dixebite, ku her ku diçe bertek tê wergirtin û heya ku bernameya komputerê "aqilmend" bibe, rasttir û rasttir dibe. Bersiv li ser hesabên îhtîmalên hejmarek vebijarkên gengaz pêk tê. Em jixwe dizanin ku Lockheed Martin, bo nimûne, plan dike ku komputera xweya kuantum D-Wave bikar bîne da ku nermalava pîlotê ya otopîlotê ku niha ji bo komputerên klasîk pir tevlihev e ceribandine, û Google komputerek kuantûmê bikar tîne da ku nermalava ku dikare otomobîlan ji nîşangehan cuda bike bikar tîne. .

Modelkirina molekular. Bi saya komputerên kuantûmê, dê mimkun be ku meriv pêwendiyên molekulî bi rast model bike, ji bo reaksiyonên kîmyewî li veavakirinên çêtirîn bigere. Kîmyaya Kuantumê ew qas tevlihev e ku komputerên dîjîtal ên nûjen tenê dikarin molekulên herî hêsan analîz bikin. Reaksiyonên kîmyewî di xwezaya xwe de quantum in ji ber ku ew rewşên quantumî yên pir tevlihev diafirînin ku hevûdu li hev dikin, ji ber vê yekê komputerên kuantumî yên bi tevahî pêşkeftî dikarin bi hêsanî pêvajoyên herî tevlihev jî binirxînin. Google jixwe di vî warî de pêşkeftin hene - wan molekula hîdrojenê model kiriye. Encam dê hilberên bikêrtir bin, ji panelên rojê bigire heya dermanan.

Cryptography. Pergalên ewlehiyê îro bi nifşa bingehîn a bikêr ve girêdayî ne. Ev dikare bi komputerên dîjîtal re bi nihêrîna li her faktorek gengaz were bidestxistin, lê wextê ku ji bo vê yekê hewce dike "şikandina kodê" biha û nepratîk dike. Di vê navberê de, komputerên quantum dikarin vê yekê bi rengek berbiçav, ji makîneyên dîjîtal bi bandortir bikin, tê vê wateyê ku rêbazên ewlehiyê yên îro dê di demek nêzîk de kevn bibin. Di heman demê de rêbazên şîfrekirina quantumê yên sozdar jî hene ku têne pêşve xistin da ku ji xwezaya yekalî ya tevliheviya quantumê sûd werbigirin. Tora li seranserê bajêr jixwe li gelek welatan hatine pêşandan, û zanyarên Chineseînî vê dawiyê ragihandin ku ew bi serfirazî fotonên tevlihev ji satelaytek "kuantum" a li dora xwe vedigerin sê stasyonên bingehîn ên cihêreng vedigerin Cîhanê.

Modelkirina darayî. Bazarên nûjen di nav pergalên herî tevlihev ên heyî de ne. Her çend amûrên zanistî û matematîkî yên ji bo danasîn û kontrolkirina wan hatine pêşve xistin jî, ji ber cûdahiya bingehîn a di navbera dîsîplînên zanistî de, bandora van çalakiyên hîn jî bi giranî têrê nake: Jîngehek kontrolkirî tune ku tê de ceribandin bêne kirin. Ji bo çareserkirina vê pirsgirêkê, sermayedar û vekoler serî li komputera quantum dane. Yek feydeyek tavilê ev e ku bêserûberiya ku di komputerên quantum de heye bi xwezaya stokastîk a bazarên darayî re hevaheng e. Veberhêner bi gelemperî dixwazin dabeşkirina encaman di hejmareke pir mezin a senaryoyên ku bi rengek rasthatî têne hilberandin de binirxînin.

Rewşa hewayê. Serokê Aborînas NOAA Rodney F. Weiher îdia dike ku hema hema 30% ji GDP ya Dewletên Yekbûyî (6 trîlyon dolar) rasterast an nerasterast bi hewayê ve girêdayî ye. ji bo hilberîna xwarinê, veguhestin û firotanê. Ji ber vê yekê, şiyana çêtir pêşbînkirina aura dê di gelek deveran de pir bikêr be, nexasim dema dirêj a ku ji bo parastina karesata xwezayî hatî veqetandin. Destê meteorolojiya neteweyî ya Keyaniya Yekbûyî, Met Office, jixwe dest bi veberhênana di nûvekirinên weha de kiriye da ku hewcedariyên hêz û pîvandinê ku ew ê ji sala 2020-an û pê ve bi wan re mijûl bibe bicîh bîne, û raporek li ser hewcedariyên xwe yên komputera exascale weşand.

Fîzîk Particle. Modelên fîzîka pariyên hişk bi gelemperî çareseriyên pir tevlihev û tevlihev in ku ji bo simulasyonên hejmarî gelek wexta hesabkirinê hewce dikin. Ev wan ji bo hesabkirina quantumê îdeal dike, û zanyar berê jî li ser vê sermaye kirine. Lêkolînerên li Zanîngeha Innsbruck û Enstîtuya ji bo Optîka Kuantum û Agahdariya Kuantumê (IQOQI) vê dawiyê pergala kuantûmê ya bernamekirî bikar anîn da ku vê simulasyonê pêk bînin. Li gorî belavokek di Nature de, komê guhertoyek hêsan a komputerek kuantûmê bikar anî ku tê de îyonên tevgerên mantiqî, gavên bingehîn ên her hesabên komputerê pêk tînin. Simulasyonê bi ceribandinên rastîn ên fizîkî yên diyarkirî re lihevhatinek bêkêmasî nîşan da. fîzîknasê teorîk Peter Zoller dibêje. -