የቀደመው አድማስ - እና ከዚያ በላይ ...

በአንድ በኩል፣ ካንሰርን ለማሸነፍ፣ የአየር ሁኔታን በትክክል ለመተንበይ እና የኑክሌር ውህደትን እንድንቆጣጠር ሊረዱን ይገባል። በሌላ በኩል፣ ዓለም አቀፋዊ ውድመት ያደርሳሉ ወይም የሰው ልጅን በባርነት ይያዛሉ የሚል ስጋት አለ። በአሁኑ ጊዜ ግን የስሌት ጭራቆች አሁንም ታላቅ መልካም እና ሁለንተናዊ ክፋትን በተመሳሳይ ጊዜ ማድረግ አይችሉም.

በ 60 ዎቹ ውስጥ, በጣም ቀልጣፋ ኮምፒተሮች ኃይል ነበራቸው megaflops (በሴኮንድ በሚሊዮኖች የሚቆጠሩ ተንሳፋፊ ነጥብ ስራዎች). የመጀመሪያው ኮምፒዩተር የማቀናበር ኃይል ያለው ከፍተኛ 1 GFLOPS (gigaflops) ነበር። ክሬ 2በ 1985 በክራይ ሪሰርች የተዘጋጀ። የማቀነባበሪያ ኃይል ያለው የመጀመሪያው ሞዴል ከ 1 TFLOPS በላይ (teraflops) ነበር ASCI ቀይበ ኢንቴል የተፈጠረው በ1997 ዓ.ም. ኃይል 1 PFLOPS (petaflops) ደርሷል የጎዳና ላይ ሰሪበ IBM በ2008 ተለቋል።

አሁን ያለው የኮምፒውተር ሃይል ሪከርድ የቻይናው ሱንዌይ ታይሁላይት ንብረት ነው እና 9 PFLOPS ነው።

ምንም እንኳን እርስዎ እንደሚመለከቱት, በጣም ኃይለኛ የሆኑት ማሽኖች በመቶዎች የሚቆጠሩ ፔታፍሎፕስ ገና አልደረሱም, የበለጠ እና ተጨማሪ የተጋነኑ ስርዓቶችኃይሉ ግምት ውስጥ መግባት ያለበት ኢክፋሎፕሳች (EFLOPS)፣ ማለትም እ.ኤ.አ. በሰከንድ ከ 1018 በላይ ስራዎች. ይሁን እንጂ እንደነዚህ ያሉት ንድፎች አሁንም በተለያየ ደረጃ የተራቀቁ የፕሮጀክቶች ደረጃ ላይ ብቻ ናቸው.

ቅነሳዎች (፣ ተንሳፋፊ ነጥብ ኦፕሬሽኖች በሰከንድ) በዋናነት በሳይንሳዊ አፕሊኬሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውል የኮምፒዩተር ሃይል አሃድ ነው። ከዚህ ቀደም ጥቅም ላይ ከዋለው MIPS ብሎክ የበለጠ ሁለገብ ነው፣ ይህ ማለት በሴኮንድ የማቀነባበሪያ መመሪያዎች ብዛት ማለት ነው። ፍሎፕ SI አይደለም፣ ግን እንደ 1/ሰከንድ አሃድ ሊተረጎም ይችላል።

ለካንሰር ኤክሰኬል ያስፈልግዎታል

አንድ ኢክፋሎፕ ወይም አንድ ሺህ ፔታፍሎፕስ ከXNUMX ምርጥ ሱፐር ኮምፒውተሮች ሁሉ የበለጠ ነው። የሳይንስ ሊቃውንት እንዲህ ዓይነት ኃይል ያላቸው አዳዲስ ማሽኖች በተለያዩ መስኮች እድገቶችን እንደሚያመጡ ተስፋ ያደርጋሉ.

የተጋነነ የማቀነባበሪያ ሃይል በፍጥነት ከሚራመዱ የማሽን መማሪያ ቴክኖሎጂዎች ጋር ተዳምሮ ለምሳሌ በመጨረሻ የካንሰር ኮድን መሰንጠቅ. ዶክተሮች ካንሰርን ለመመርመር እና ለማከም የሚያስፈልጋቸው የውሂብ መጠን በጣም ትልቅ ስለሆነ ለተራ ኮምፒዩተሮች ስራውን ለመቋቋም አስቸጋሪ ነው. በተለመደው ነጠላ እጢ ባዮፕሲ ጥናት ውስጥ ከ 8 ሚሊዮን በላይ መለኪያዎች ተወስደዋል, በዚህ ጊዜ ዶክተሮች ዕጢውን ባህሪ, ለፋርማኮሎጂካል ሕክምና የሚሰጠው ምላሽ እና በታካሚው አካል ላይ ያለውን ተጽእኖ ይመረምራሉ. ይህ እውነተኛ የውሂብ ውቅያኖስ ነው።

የዩኤስ ኢነርጂ ዲፓርትመንት (DOE) የአርጎኔ ላብራቶሪ ባልደረባ ሪክ ስቲቨንስ ተናግሯል። -

የሕክምና ምርምርን ከኮምፒዩተር ኃይል ጋር በማጣመር, ሳይንቲስቶች እየሰሩ ናቸው CANDLE የነርቭ አውታረ መረብ ሥርዓት () ይህ ለመተንበይ እና ለእያንዳንዱ በሽተኛ ግለሰብ ፍላጎቶች የተዘጋጀ የሕክምና እቅድ ለማዘጋጀት ያስችልዎታል. ይህ ሳይንቲስቶች የቁልፍ ፕሮቲን መስተጋብር ሞለኪውላዊ መሰረትን እንዲረዱ፣ ግምታዊ የመድኃኒት ምላሾችን እንዲያዳብሩ እና የተሻሉ የሕክምና ዘዴዎችን እንዲጠቁሙ ይረዳቸዋል። አርጎን የኤክስኬል ሲስተሞች የCANDLE መተግበሪያን ዛሬ ከሚታወቁት በጣም ኃይለኛ ሱፐርማሽኖች ከ 50 እስከ 100 ጊዜ በፍጥነት ማሄድ እንደሚችሉ ያምናል.

ስለዚህ, exascale ሱፐር ኮምፒውተሮችን መልክ በጉጉት እንጠባበቃለን. ነገር ግን፣ የመጀመሪያዎቹ ስሪቶች የግድ በአሜሪካ ውስጥ አይታዩም። እርግጥ ነው፣ ዩኤስ እነሱን ለመፍጠር እሽቅድምድም ላይ ነች፣ እና የአካባቢ መንግስት በሚባለው ፕሮጀክት ውስጥ ኦሮራ ከኤ.ዲ.ኤም፣ አይቢኤም፣ ኢንቴል እና ኒቪዲ ጋር በመተባበር ከውጭ ተወዳዳሪዎችን ለመቅደም ይጥራል። ሆኖም ይህ ከ2021 በፊት ይሆናል ተብሎ አይጠበቅም። ይህ በእንዲህ እንዳለ በጃንዋሪ 2017 የቻይናውያን ባለሙያዎች የተጋነነ ፕሮቶታይፕ መፈጠሩን አስታውቀዋል። የዚህ ዓይነቱ ስሌት ክፍል ሙሉ በሙሉ የሚሰራ ሞዴል - Tianhe-3 - ሆኖም በሚቀጥሉት ጥቂት ዓመታት ውስጥ ዝግጁ ይሆናል ተብሎ የማይታሰብ ነው።

ቻይናውያን አጥብቀው ይይዛሉ

እውነታው ግን ከ 2013 ጀምሮ የቻይና እድገቶች በዓለም ላይ በጣም ኃይለኛ ከሆኑት ኮምፒተሮች ዝርዝር ውስጥ ቀዳሚ ሆነዋል. ለዓመታት ተቆጣጠረ Tianhe-2እና አሁን መዳፉ ለተጠቀሰው ነው Sunway TaihuLight. በመካከለኛው ኪንግደም ውስጥ ያሉት እነዚህ ሁለት በጣም ኃይለኛ ማሽኖች በአሜሪካ የኃይል ዲፓርትመንት ውስጥ ካሉት ከሃያ አንድ ሱፐር ኮምፒውተሮች የበለጠ ኃይለኛ እንደሆኑ ይታመናል።

የአሜሪካ ሳይንቲስቶች በእርግጥ ከአምስት ዓመታት በፊት የያዙትን የመሪነት ቦታ መልሰው ማግኘት ይፈልጋሉ እና ይህን ለማድረግ የሚያስችላቸውን አሰራር በመዘርጋት ላይ ናቸው። በቴነሲ ውስጥ በኦክ ሪጅ ብሔራዊ ላብራቶሪ ውስጥ እየተገነባ ነው. ጉባmit (2)፣ በዚህ አመት መጨረሻ ወደ ስራ ለመግባት የታቀደ ሱፐር ኮምፒውተር። የሰኑዌይ ታይሁላይትን ሃይል ይበልጣል። ይበልጥ ጠንካራ እና ቀላል የሆኑ አዳዲስ ቁሳቁሶችን ለመፈተሽ እና ለማዳበር፣ የምድርን የውስጥ ክፍል በአኮስቲክ ሞገዶች ለማስመሰል እና የአጽናፈ ዓለሙን አመጣጥ የሚመረምሩ የአስትሮፊዚክስ ፕሮጄክቶችን ለመደገፍ ይጠቅማል።

2. የሰሚት ሱፐር ኮምፒዩተር የቦታ እቅድ

በተጠቀሰው የአርጎን ብሔራዊ ላብራቶሪ ሳይንቲስቶች ብዙም ሳይቆይ ይበልጥ ፈጣን የሆነ መሣሪያ ለመሥራት አቅደዋል። የሚታወቀው A21አፈጻጸሙ 200 petaflops ይደርሳል ተብሎ ይጠበቃል።

በሱፐር ኮምፒዩተር ውድድር ላይም ጃፓን እየተሳተፈች ነው። ምንም እንኳን በቅርብ ጊዜ በዩኤስ-ቻይና ፉክክር በተወሰነ ደረጃ የተከደነ ቢሆንም ፣ ለመጀመር ያቀደችው ይህች ሀገር ናት ። ABKI ስርዓት () 130 petaflops ኃይል በማቅረብ ላይ። ጃፓኖች እንዲህ ዓይነቱ ሱፐር ኮምፒዩተር AI (አርቴፊሻል ኢንተለጀንስ) ወይም ጥልቅ ትምህርትን ለማዳበር እንደሚያገለግል ተስፋ ያደርጋሉ።

ይህ በእንዲህ እንዳለ የአውሮፓ ፓርላማ የአውሮፓ ህብረት ቢሊዮን ዩሮ ሱፐር ኮምፒውተር ለመገንባት ወስኗል። ይህ የኮምፒውተር ጭራቅ በ2022 እና 2023 መባቻ ላይ ለአህጉራችን የምርምር ማዕከላት ስራውን ይጀምራል። ማሽኑ በውስጡ ይገነባል EuroGPC ፕሮጀክትእና ግንባታው የሚሸፈነው በአባል ሀገራት ነው - ስለዚህ ፖላንድም በዚህ ፕሮጀክት ውስጥ ትሳተፋለች። የእሱ የተተነበየ ኃይል በተለምዶ "ቅድመ-ኤክሰኬል" ተብሎ ይጠራል.

እስካሁን ድረስ በ 2017 ደረጃ በዓለም ላይ ካሉ አምስት መቶ ፈጣን ሱፐር ኮምፒውተሮች ውስጥ ቻይና 202 እንደዚህ ያሉ ማሽኖች (40%) ሲኖሯት አሜሪካ 144 (29%) ትቆጣጠራለች.

ቻይና 35 በመቶውን የአለም የኮምፒውተር ሃይል ትጠቀማለች በዩኤስ ከ30% ጋር ሲነጻጸር። በዝርዝሩ ውስጥ በጣም ሱፐር ኮምፒውተሮች ያላቸው ቀጣይ አገሮች ጃፓን (35 ሲስተሞች)፣ ጀርመን (20)፣ ፈረንሳይ (18) እና እንግሊዝ (15) ናቸው። የትውልድ ሀገር ምንም ይሁን ምን ፣ ሁሉም አምስት መቶ በጣም ኃይለኛ ሱፐር ኮምፒተሮች የተለያዩ የሊኑክስ ስሪቶችን እንደሚጠቀሙ ልብ ሊባል ይገባል ...

እነሱ ራሳቸው ዲዛይን ያደርጋሉ

ሱፐር ኮምፒውተሮች የሳይንስ እና ቴክኖሎጂ ኢንዱስትሪዎችን የሚደግፉ ጠቃሚ መሳሪያዎች ናቸው። ተመራማሪዎችን እና መሐንዲሶችን እንደ ባዮሎጂ፣ የአየር ሁኔታ እና የአየር ሁኔታ ትንበያ፣ አስትሮፊዚክስ እና የኒውክሌር ጦር መሳሪያን በመሳሰሉት ቀጣይነት ያለው እድገት እንዲያደርጉ ያስችላቸዋል (እና አንዳንዴም ትልቅ ወደ ፊት ወደፊት ይዝለሉ)።

ቀሪው በኃይላቸው ይወሰናል. በሚቀጥሉት አስርት ዓመታት ውስጥ የሱፐር ኮምፒውተሮችን መጠቀም የዚህ አይነት ዘመናዊ መሠረተ ልማቶችን ማግኘት የሚችሉትን ኢኮኖሚያዊ፣ ወታደራዊ እና ጂኦፖለቲካዊ ሁኔታዎችን በእጅጉ ሊለውጥ ይችላል።

በዚህ መስክ ውስጥ ያለው እድገት በጣም ፈጣን በመሆኑ የአዲሱ ትውልድ ማይክሮፕሮሰሰር ዲዛይን ለብዙ የሰው ሀብቶች እንኳን በጣም አስቸጋሪ ሆኗል ። በዚህ ምክንያት የላቁ የኮምፒውተር ሶፍትዌሮች እና ሱፐር ኮምፒውተሮች በኮምፒውተሮች እድገት ውስጥ የመሪነት ሚና እየተጫወቱ ሲሆን ከእነዚህም መካከል “ሱፐር” ቅድመ ቅጥያ ያላቸውን ጨምሮ።

3. የጃፓን ሱፐር ኮምፒውተር

የፋርማሲዩቲካል ኩባንያዎች በኮምፒዩተር ኃያላን በመሆናቸው በቅርቡ ሙሉ በሙሉ ሥራ መሥራት ይችላሉ። እጅግ በጣም ብዙ የሰው ጂኖም ማቀናበር, ለተለያዩ በሽታዎች አዳዲስ መድሃኒቶችን እና ህክምናዎችን ለመፍጠር የሚረዱ እንስሳት እና ተክሎች.

ሌላው ምክንያት (በእውነቱ ከዋናዎቹ አንዱ) መንግስታት በሱፐር ኮምፒውተሮች ልማት ላይ ብዙ ኢንቨስት የሚያደርጉበት ምክንያት። ይበልጥ ቀልጣፋ ተሽከርካሪዎች የወደፊት ወታደራዊ መሪዎች በማንኛውም የውጊያ ሁኔታ ውስጥ ግልጽ የሆነ የውጊያ ስልቶችን እንዲያዘጋጁ፣ ይበልጥ ውጤታማ የጦር መሣሪያ ሥርዓቶችን እንዲገነቡ እና የሕግ አስከባሪ አካላትን እና የስለላ ኤጀንሲዎችን አስቀድሞ ሊያስከትሉ የሚችሉ አደጋዎችን ለመለየት ይረዳሉ።

ለአእምሮ ማስመሰል በቂ ኃይል የለም።

አዳዲስ ሱፐር ኮምፒውተሮች ለረጅም ጊዜ የምናውቀውን የተፈጥሮ ሱፐር ኮምፒዩተርን - የሰውን ጭንቅላት ለመፍታት መርዳት አለባቸው።

አንድ አለምአቀፍ የሳይንስ ሊቃውንት ቡድን የአንጎልን የነርቭ ግኑኝነቶችን ሞዴል ለማድረግ አዲስ አስፈላጊ እርምጃን የሚወክል አልጎሪዝም ፈጥሯል። አዲስ አልጎሪዝም የለም።በ Frontiers in Neuroinformatics ውስጥ በታተመው ክፍት የመዳረሻ ወረቀት ላይ የተገለጸው፣ 100 ቢሊዮን እርስ በርስ የተያያዙ የሰው አንጎል የነርቭ ሴሎችን በሱፐር ኮምፒውተሮች ላይ ያስመስላሉ ተብሎ ይጠበቃል። ከጀርመን የምርምር ማዕከል ጁሊች፣ የኖርዌይ የሕይወት ሳይንስ ዩኒቨርሲቲ፣ የአቼን ዩኒቨርሲቲ፣ የጃፓን RIKEN ተቋም እና በስቶክሆልም የሚገኘው KTH ሮያል የቴክኖሎጂ ተቋም ሳይንቲስቶች በዚህ ሥራ ተሳትፈዋል።

ከ 2014 ጀምሮ መጠነ ሰፊ የነርቭ ኔትወርክ ማስመሰያዎች በ RIKEN እና JUQUEEN ሱፐር ኮምፒውተሮች ላይ በጀርመን ጁሊች ሱፐር ኮምፒዩቲንግ ሴንተር እየሰሩ ሲሆን ይህም በግምት 1% የሚሆኑ የነርቭ ሴሎችን በሰው አእምሮ ውስጥ ያለውን ግንኙነት በመምሰል ላይ ናቸው። ለምን ብዙ ብቻ? ሱፐር ኮምፒውተሮች መላውን አንጎል ማስመሰል ይችላሉ?

ሱዛን ኩንክል የስዊድን ኩባንያ KTH ገልጻለች።

በሲሙሌሽን ጊዜ፣ የነርቭ ሴል እርምጃ እምቅ አቅም (አጭር ኤሌክትሪካዊ ግፊቶች) ወደ 100 ገደማ ሰዎች መላክ አለበት። ኖዶች የሚባሉ ትናንሽ ኮምፒውተሮች እያንዳንዳቸው ትክክለኛ ስሌት የሚሰሩ በርካታ ፕሮሰሰር የተገጠመላቸው። እያንዳንዱ መስቀለኛ መንገድ ከእነዚህ ግፊቶች ውስጥ በዚህ መስቀለኛ መንገድ ውስጥ ካሉት ምናባዊ ነርቮች ጋር የተዛመደ መሆኑን ይፈትሻል።

4. የነርቭ ሴሎችን የአንጎል ግንኙነቶች ሞዴል ማድረግ, ማለትም. እኛ የጉዞው መጀመሪያ ላይ ብቻ ነን (1%)

በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው በነርቭ አውታረመረብ መጠን ለእነዚህ ተጨማሪ ቢት በአቀነባባሪዎች የሚያስፈልገው የኮምፒውተር ማህደረ ትውስታ መጠን ይጨምራል። ከመላው የሰው አንጎል 1% አስመሳይ (4) በላይ ለመሄድ ያስፈልጋል XNUMX እጥፍ ተጨማሪ ማህደረ ትውስታ ዛሬ በሁሉም ሱፐር ኮምፒውተሮች ውስጥ ካለው ይልቅ። ስለዚህ, ወደፊት exascale ሱፐር ኮምፒውተሮች አውድ ውስጥ ብቻ መላውን አንጎል ማስመሰል ስለማግኘት ማውራት ይቻላል ነበር. የሚቀጥለው ትውልድ NEST አልጎሪዝም መስራት ያለበት እዚህ ነው።

TOP-5 የዓለም ሱፐር ኮምፒውተሮች

1. Sanway TaihuLight – 93 ፒኤፍሎፒኤስ ሱፐር ኮምፒውተር በ2016 በዉክሲ፣ ቻይና ተጀመረ። ከሰኔ 2016 ጀምሮ በዓለም ላይ ከፍተኛ የኮምፒዩተር ሃይል ያላቸውን TOP500 የሱፐር ኮምፒውተሮችን ዝርዝር ቀዳሚ አድርጓል።

2. ቲያንሄ-2 (ሚልኪ ዌይ-2) በቻይና በNUDT () የተገነባ 33,86 PFLOPS የኮምፒዩተር ሃይል ያለው ሱፐር ኮምፒውተር ነው። ከሰኔ 2013 ዓ.ም

እ.ኤ.አ. እስከ ሰኔ 2016 ድረስ የአለማችን ፈጣን ሱፐር ኮምፒውተር ነበር።

3. Pease Dynt - በስዊዘርላንድ ብሄራዊ ሱፐር ኮምፒዩቲንግ ማእከል () ላይ የተጫነው በክራይ የተሰራ ንድፍ። በቅርብ ጊዜ ተሻሽሏል - Nvidia Tesla K20X accelerators በአዲስ ተተካ, Tesla P100, ይህም በ 2017 ክረምት ከ 9,8 ወደ 19,6 PFLOPS የኮምፒዩተር ሃይልን ለመጨመር አስችሏል.

4. ግዮኮው በ ExaScaler እና PEZY Computing የተሰራ ሱፐር ኮምፒውተር ነው። በዮኮሃማ የጂኦሳይንስ ኢንስቲትዩት በጃፓን የባህር ሳይንስ እና ቴክኖሎጂ ኤጀንሲ (JAMSTEC) ውስጥ ይገኛል; ከምድር አስመሳይ ጋር በተመሳሳይ ወለል ላይ። ኃይል: 19,14 PFLOPs.

5. ቲታኒየም በክራይ ኢንክ የተሰራ 17,59 PFLOPS ሱፐር ኮምፒውተር ነው። እና በኦክቶበር 2012 በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ በኦክ ሪጅ ብሔራዊ ላቦራቶሪ ውስጥ ተጀመረ። ከህዳር 2012 እስከ ሰኔ 2013 ታይታን የአለማችን ፈጣኑ ሱፐር ኮምፒውተር ነበር። በአሁኑ ጊዜ በአምስተኛ ደረጃ ላይ ይገኛል፣ ነገር ግን አሁንም በአሜሪካ ውስጥ በጣም ፈጣኑ ሱፐር ኮምፒውተር ነው።

በኳንተምም የበላይ ለመሆን ይወዳደራሉ።

IBM በሚቀጥሉት አምስት አመታት ውስጥ በባህላዊ የሲሊኮን ቺፕስ ላይ የተመሰረቱ ሱፐር ኮምፒውተሮች ሳይሆን ስርጭቱን እንደሚጀምሩ ያምናል. የኩባንያው ተመራማሪዎች እንደሚሉት ኢንደስትሪው ኳንተም ኮምፒውተሮችን እንዴት መጠቀም እንደሚቻል መረዳት እየጀመረ ነው። መሐንዲሶች ለእነዚህ ማሽኖች በአምስት ዓመታት ውስጥ የመጀመሪያዎቹን ዋና ዋና መተግበሪያዎችን ያገኛሉ ተብሎ ይጠበቃል።

ኳንተም ኮምፒውተሮች የሚባለውን የኮምፒውተር ክፍል ይጠቀማሉ ኩቢተም. ተራ ሴሚኮንዳክተሮች መረጃን በ 1 እና 0 ቅደም ተከተሎች መልክ ይወክላሉ, qubits ደግሞ የኳንተም ባህሪያትን ያሳያሉ እና በተመሳሳይ ጊዜ እንደ 1 እና 0 ስሌት ሊሰሩ ይችላሉ. . .፣ 1-0 የኮምፒውተር ሃይል በእያንዳንዱ ኩቢት በከፍተኛ ደረጃ ያድጋል፣ስለዚህ በንድፈ ሀሳቡ 1 ኪዩቢቶች ብቻ ያለው ኳንተም ኮምፒዩተር ከአለማችን በጣም ሀይለኛ ሱፐር ኮምፒውተሮች የበለጠ የማቀናበር ሃይል ሊኖረው ይችላል።

D-Wave Systems ቀድሞውኑ ኳንተም ኮምፒዩተር በመሸጥ ላይ ሲሆን ከነዚህም ውስጥ 2 ቱ ናቸው ተብሏል። ኩቢቶች. ቢሆንም D-Wav ቅጂዎችሠ(5) አከራካሪ ናቸው። ምንም እንኳን አንዳንድ ተመራማሪዎች በጥሩ ሁኔታ ቢጠቀሙባቸውም, አሁንም ቢሆን ክላሲካል ኮምፒዩተሮችን አላገኙም እና ለተወሰኑ የማመቻቸት ችግሮች ክፍሎች ብቻ ጠቃሚ ናቸው.

5. D-Wave ኳንተም ኮምፒተሮች

ከጥቂት ወራት በፊት ጎግል ኳንተም AI Lab አዲስ ባለ 72-ኳቢት ኳንተም ፕሮሰሰር አሳይቷል የብሪስ ኮኖች (6) ክላሲካል ሱፐር ኮምፒዩተርን በማለፍ በቅርቡ "ኳንተም የበላይነት" ሊያገኝ ይችላል፣ ቢያንስ አንዳንድ ችግሮችን ለመፍታት። የኳንተም ፕሮሰሰር በአሰራር ላይ በበቂ ሁኔታ ዝቅተኛ የስህተት መጠን ሲያሳይ፣ በደንብ ከተገለጸ የአይቲ ስራ ካለው ክላሲካል ሱፐር ኮምፒውተር የበለጠ ቀልጣፋ ይሆናል።

6. Bristlecone 72 qubit quantum processor

በመቀጠል የጎግል ፕሮሰሰር ነበር ምክንያቱም በጥር ወር ለምሳሌ ኢንቴል የራሱን ባለ 49-ቁቢት ኳንተም ሲስተም ያሳወቀ ሲሆን ቀደም ሲል IBM ባለ 50 ኩቢት ስሪት አስተዋውቋል። ኢንቴል ቺፕ ፣ ሊቪህ፣ በሌሎች መንገዶችም ፈጠራ ነው። የሰው አንጎል እንዴት እንደሚማር እና እንደሚረዳ ለመኮረጅ የተነደፈ የመጀመሪያው "ኒውሮሞርፊክ" የተቀናጀ ወረዳ ነው። ሙሉ በሙሉ የሚሰራ ነው እና በዚህ አመት መጨረሻ ላይ ለምርምር አጋሮች ይገኛል።

ሆኖም ግን, ይህ ጅምር ብቻ ነው, ምክንያቱም የሲሊኮን ጭራቆችን ለመቋቋም, z ያስፈልግዎታል በሚሊዮኖች የሚቆጠሩ ኩብቶች. በዴልፍት የሚገኘው የደች ቴክኒካል ዩኒቨርሲቲ የሳይንስ ሊቃውንት ቡድን እንዲህ ዓይነቱን ሚዛን ለማሳካት መንገዱ ሲሊኮን በኳንተም ኮምፒዩተሮች ውስጥ መጠቀም ነው ብለው ተስፋ ያደርጋሉ ፣ ምክንያቱም አባሎቻቸው በፕሮግራም ሊሰራ የሚችል የኳንተም ፕሮሰሰር ለመፍጠር ሲሊኮን እንዴት እንደሚጠቀሙ መፍትሄ አግኝተዋል ።

የኔዘርላንድ ቡድን ማይክሮዌቭ ሃይልን በመጠቀም የአንድ ኤሌክትሮን መዞርን ተቆጣጥሮ በነበረው ኔቸር በተሰኘው ጆርናል ላይ ባደረጉት ጥናት። በሲሊኮን ውስጥ ኤሌክትሮን በተመሳሳይ ጊዜ ወደ ላይ እና ወደ ታች ይሽከረከራል, በትክክል በቦታው ይይዛል. ይህ ከተገኘ በኋላ ቡድኑ ሁለት ኤሌክትሮኖችን አንድ ላይ በማገናኘት ኳንተም አልጎሪዝምን እንዲያካሂዱ ፕሮግራም አወጣቸው።

በሲሊኮን መሰረት መፍጠር ተችሏል ሁለት-ቢት ኳንተም ፕሮሰሰር.

ከጥናቱ አዘጋጆች አንዱ የሆኑት ዶ/ር ቶም ዋትሰን ለቢቢሲ አብራርተዋል። ዋትሰን እና ቡድኑ ተጨማሪ ኤሌክትሮኖችን ማገናኘት ከቻሉ ወደ አመጽ ሊያመራ ይችላል። የ qubit ማቀነባበሪያዎችይህ ወደፊት ወደሚኖሩት ኳንተም ኮምፒውተሮች አንድ እርምጃ ያቀርበናል።

- ሙሉ በሙሉ የሚሰራ የኳንተም ኮምፒዩተር የሚገነባ ሁሉ አለምን ይገዛል:: በሲንጋፖር ብሔራዊ ዩኒቨርሲቲ ባልደረባ የሆኑት ማናስ ሙከርጂ እና በብሔራዊ የኳንተም ቴክኖሎጂ ማእከል ዋና መርማሪ በቅርቡ በቃለ መጠይቁ ላይ ተናግረዋል ። በትልቁ የቴክኖሎጂ ኩባንያዎች እና በምርምር ላብራቶሪዎች መካከል ያለው ውድድር በአሁኑ ጊዜ በሚባሉት ላይ ያተኮረ ነው የኳንተም የበላይነት, ኳንተም ኮምፒዩተር በጣም ዘመናዊ የሆኑ ኮምፒውተሮች ሊያቀርቡ ከሚችሉት ከማንኛውም ነገር በላይ ስሌት የሚሰራበት ነጥብ.

ከላይ ያሉት የጎግል፣ የአይቢኤም እና የኢንቴል ስኬቶች ምሳሌዎች ከዩናይትድ ስቴትስ (እና ከስቴቱ) የሚመጡ ኩባንያዎች በዚህ አካባቢ የበላይ መሆናቸውን ያመለክታሉ። ነገር ግን የቻይናው አሊባባ ክላውድ ሳይንቲስቶች አዳዲስ የኳንተም ስልተ ቀመሮችን እንዲሞክሩ የሚያስችል ባለ 11 ኩቢት ፕሮሰሰር ላይ የተመሰረተ የደመና ማስላት መድረክን በቅርቡ ለቋል። ይህ ማለት ቻይና በኳንተም ኮምፒውቲንግ ብሎኮች መስክም እንክብሉን በአመድ አትሸፍነውም።

ሆኖም፣ ኳንተም ሱፐር ኮምፒውተሮችን ለመፍጠር የሚደረገው ጥረት ለአዳዲስ አማራጮች ጉጉ ብቻ ሳይሆን ውዝግብም ይፈጥራል።

ከጥቂት ወራት በፊት በሞስኮ በተካሄደው ዓለም አቀፍ የኳንተም ቴክኖሎጂ ኮንፈረንስ አሌክሳንደር ሎቭቭስኪ (7) ከሩሲያ ኳንተም ሴንተር በካናዳ የካልጋሪ ዩኒቨርሲቲ የፊዚክስ ፕሮፌሰር እንዳሉት የኳንተም ኮምፒተሮች የጥፋት መሳሪያሳይፈጠር.

7. ፕሮፌሰር አሌክሳንደር ሎቭስኪ

ምን ለማለት ፈልጎ ነው? በመጀመሪያ ደረጃ, ዲጂታል ደህንነት. በአሁኑ ጊዜ በበይነመረብ ላይ የሚተላለፉ ሁሉም ሚስጥራዊ የሆኑ ዲጂታል መረጃዎች ፍላጎት ያላቸውን ወገኖች ግላዊነት ለመጠበቅ የተመሰጠሩ ናቸው። ሰርጎ ገቦች ምስጠራውን በመስበር ይህንን መረጃ ሊጠለፉ የሚችሉባቸውን አጋጣሚዎች አይተናል።

እንደ ሎቭቭ የኳንተም ኮምፒዩተር መታየት ለሳይበር ወንጀለኞች ብቻ ቀላል ያደርገዋል። ዛሬ የሚታወቅ የትኛውም የምስጠራ መሳሪያ እራሱን ከእውነተኛ ኳንተም ኮምፒዩተር የማቀናበር ሃይል መጠበቅ አይችልም።

የሕክምና መዝገቦች, የፋይናንሺያል መረጃዎች, እና የመንግሥታት እና የወታደራዊ ድርጅቶች ሚስጥሮች እንኳን በፓን ውስጥ ይገኛሉ, ይህም ማለት ሎቭስኪ እንደተናገረው, አዲስ ቴክኖሎጂ መላውን የዓለም ስርዓት አደጋ ላይ ሊጥል ይችላል. እውነተኛ ኳንተም ሱፐር ኮምፒዩተር መፈጠርም ስለሚፈቅድ ሌሎች ባለሙያዎች የሩስያውያን ስጋት መሠረተ ቢስ ነው ብለው ያምናሉ። ኳንተም ክሪፕቶግራፊን ጀምር, የማይበሰብስ ተደርጎ ይቆጠራል.

ሌላ አቀራረብ

ከተለምዷዊ የኮምፒዩተር ቴክኖሎጂዎች እና የኳንተም ሲስተም ልማት በተጨማሪ የተለያዩ ማዕከላት የወደፊት ሱፐር ኮምፒውተሮችን ለመገንባት ሌሎች ዘዴዎችን እየሰሩ ነው።

የአሜሪካው ኤጀንሲ DARPA ስድስት ማዕከላትን ለአማራጭ የኮምፒውተር ዲዛይን መፍትሄዎች የገንዘብ ድጋፍ ያደርጋል። በዘመናዊ ማሽኖች ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለው አርክቴክቸር በተለምዶ ይባላል von Neumann አርክቴክቸርኦህ ፣ እሱ ቀድሞውኑ ሰባ ዓመቱ ነው። የመከላከያ ድርጅቱ ለዩኒቨርሲቲ ተመራማሪዎች የሚያደርገው ድጋፍ ከመቼውም ጊዜ በበለጠ ብዙ መረጃዎችን ለማስተናገድ ብልህ አሰራርን ለመፍጠር ያለመ ነው።

ማቋት እና ትይዩ ማስላት እነዚህ ቡድኖች እየሰሩባቸው ያሉትን አዳዲስ ዘዴዎች አንዳንድ ምሳሌዎች እነሆ። ሌላ ADA () በማዘርቦርድ ላይ ያላቸውን ተያያዥ ጉዳዮች ከማስተናገድ ይልቅ ሲፒዩ እና ሚሞሪ ክፍሎችን ከሞጁሎች ጋር ወደ አንድ መገጣጠሚያ በመቀየር አፕሊኬሽኖችን ማዳበር ቀላል ያደርገዋል።

ባለፈው ዓመት ከዩናይትድ ኪንግደም እና ከሩሲያ የተውጣጡ ተመራማሪዎች ይህንን ዓይነቱን በተሳካ ሁኔታ አሳይተዋል "አስማት አቧራ"ከነሱም የተዋቀሩ ናቸው ብርሃን እና ጉዳይ - በመጨረሻ በ "አፈፃፀም" እጅግ በጣም ኃይለኛ ከሆኑ ሱፐር ኮምፒውተሮች እንኳን የላቀ።

የብሪታንያ ዩኒቨርሲቲዎች የካምብሪጅ፣ ሳውዝሃምፕተን እና ካርዲፍ ሳይንቲስቶች እና የሩሲያ ስኮልኮቮ ኢንስቲትዩት ሳይንቲስቶች የኳንተም ቅንጣቶችን ተጠቅመዋል። ፖላሪቶንስበብርሃን እና በቁስ መካከል እንደ አንድ ነገር ሊገለጽ ይችላል. ይህ ለኮምፒዩተር ኮምፒዩቲንግ ሙሉ ለሙሉ አዲስ አቀራረብ ነው. እንደ ሳይንቲስቶች ገለጻ, በአሁኑ ጊዜ ሊፈቱ የማይችሉ ጥያቄዎችን - እንደ ባዮሎጂ, ፋይናንስ እና የጠፈር ጉዞ ባሉ የተለያዩ መስኮች - የኮምፒዩተር አዲስ አይነት መሰረት ሊፈጥር ይችላል. የጥናቱ ውጤት በተፈጥሮ ቁሳቁሶች መጽሔት ላይ ታትሟል.

ያስታውሱ የዛሬዎቹ ሱፐር ኮምፒውተሮች የችግሮቹን ትንሽ ክፍልፋይ ብቻ ማስተናገድ ይችላሉ። ግምታዊ ኳንተም ኮምፒዩተር እንኳን በመጨረሻ ከተገነባ በጣም ውስብስብ ችግሮችን ለመፍታት ኳድራቲክ ፍጥነትን ይሰጣል። ይህ በእንዲህ እንዳለ "የተረት አቧራ" የሚፈጥሩት ፖላሪቶኖች የጋሊየም፣ የአርሴኒክ፣ የኢንዲየም እና የአሉሚኒየም አተሞች ንብርብሮችን በሌዘር ጨረሮች በማንቃት የተፈጠሩ ናቸው።

በእነዚህ ንብርብሮች ውስጥ ያሉት ኤሌክትሮኖች የአንድ የተወሰነ ቀለም ብርሃን ወስደዋል እና ያመነጫሉ. ፖላሪቶንስ ከኤሌክትሮኖች በአስር ሺህ እጥፍ ቀለለ እና በቂ መጠጋጋት ሊደርስ ይችላል ወደ አዲስ የቁስ ሁኔታ እንዲፈጠር Bose-Einstein condensate (ስምት). በውስጡ ያሉት የፖላሪቶኖች የኳንተም ደረጃዎች ተመሳስለው አንድ ነጠላ የማክሮስኮፒክ ኳንተም ነገር ይመሰርታሉ ፣ ይህም በፎቶ ሉሚንሴንስ መለኪያዎች ሊታወቅ ይችላል።

8. የ Bose-Einstein condensate የሚያሳይ ሴራ

በዚህ ልዩ ሁኔታ የፖላሪቶን ኮንደንስት ኳንተም ኮምፒውተሮችን ከ qubit-based ፕሮሰሰሮች በበለጠ በብቃት ስንገልፅ የጠቀስነውን የማመቻቸት ችግር ሊፈታ ይችላል። የብሪቲሽ-ሩሲያ ጥናቶች ደራሲዎች እንደሚያሳዩት ፖላሪቶኖች ሲሰባሰቡ የኳንተም ምእራኖቻቸው ከዝቅተኛው ውስብስብ ተግባር ጋር በሚዛመድ ውቅር የተደረደሩ ናቸው።

“ውስብስብ ችግሮችን ለመፍታት የፖላሪቶን ሴራዎችን አቅም በማሰስ ላይ ነን” ሲሉ ኔቸር ማቴሪያሎች ተባባሪ ደራሲ ፕሮፌሰር ፅፈዋል። በሳውዝሃምፕተን ዩኒቨርሲቲ የድብልቅ ፎቶኒክስ ላብራቶሪ ኃላፊ ፓቭሎስ ላጎዳኪስ። ዋናውን የማቀነባበሪያ ሃይል እየሞከርን ሳለ በአሁኑ ጊዜ መሳሪያችንን በመቶዎች የሚቆጠሩ አንጓዎችን እያሳደግን ነው።

በነዚህ ከአለም ስውር የኳንተም የብርሃን እና የቁስ ደረጃዎች ሙከራዎች፣ ኳንተም ፕሮሰሰር እንኳን ደብዛዛ እና ከእውነታው ጋር ጥብቅ የሆነ ነገር ይመስላል። እንደምታየው ሳይንቲስቶች የነገውን ሱፐር ኮምፒውተሮች እና ከነገ ወዲያ ማሽኖች ብቻ ሳይሆን ከነገ ወዲያ የሚሆነውን አስቀድመው እያሰቡ ነው።

በዚህ ነጥብ ላይ ወደ exascale መድረስ በጣም ፈታኝ ይሆናል፣ ከዚያ በፍሎፕ ስኬል (9) ላይ ስለሚቀጥሉት ወሳኝ ክንውኖች ያስባሉ። እንደገመቱት ፕሮሰሰር እና ሜሞሪ ማከል ብቻ በቂ አይደለም። ሳይንቲስቶች የሚታመኑ ከሆነ፣ ይህን የመሰለ ኃይለኛ የኮምፒዩተር ኃይል ማግኘታችን እንደ ካንሰርን መፍታት ወይም የሥነ ፈለክ መረጃን እንደ መመርመር ያሉ የሚታወቁ ችግሮችን ለመፍታት ያስችለናል።

9. የሱፐር ኮምፒዩቲንግ የወደፊት

ጥያቄውን ከመልሱ ጋር አዛምድ

ቀጥሎ ምንድነው?

ደህና፣ በኳንተም ኮምፒዩተሮች ላይ፣ ለምን ጥቅም ላይ መዋል እንዳለባቸው ጥያቄዎች ይነሳሉ። እንደ ቀድሞው አባባል ኮምፒውተሮች ያለ እነሱ የማይኖሩ ችግሮችን ይፈታሉ። ስለዚህ እነዚህን የወደፊት ሱፐርማሽኖች መጀመሪያ መገንባት አለብን። ከዚያ ችግሮች በራሳቸው ይነሳሉ.

ኳንተም ኮምፒተሮች በየትኞቹ አካባቢዎች ጠቃሚ ሊሆኑ ይችላሉ?

ሰው ሰራሽ የማሰብ ችሎታ. AI () በተሞክሮ በመማር መርህ ላይ ይሰራል, ይህም ግብረመልስ ሲደርሰው እና የኮምፒዩተር ፕሮግራሙ "ብልጥ" እስኪሆን ድረስ ይበልጥ ትክክለኛ ይሆናል. ግብረመልስ በበርካታ ሊሆኑ የሚችሉ አማራጮች እድሎች ላይ ባለው ስሌት ላይ የተመሰረተ ነው. ሎክሂድ ማርቲን ለምሳሌ ዲ ዌቭ ኳንተም ኮምፒዩተሯን በመጠቀም በአሁኑ ጊዜ ለክላሲካል ኮምፒውተሮች በጣም ውስብስብ የሆነውን አውቶፒሎት ሶፍትዌር ለመሞከር ማቀዱን እና ጎግል ኳንተም ኮምፒዩተርን ተጠቅሞ መኪናዎችን ከመሬት ምልክቶች የሚለይ ሶፍትዌር እየሰራ መሆኑን እናውቃለን።

ሞለኪውላዊ ሞዴሊንግ. ለኳንተም ኮምፒዩተሮች ምስጋና ይግባውና ለኬሚካላዊ ምላሾች በጣም ጥሩ ውቅሮችን በመፈለግ የሞለኪውላዊ ግንኙነቶችን በትክክል መቅረጽ ይቻል ይሆናል። ኳንተም ኬሚስትሪ በጣም ውስብስብ ስለሆነ ዘመናዊ ዲጂታል ኮምፒተሮች በጣም ቀላል የሆኑትን ሞለኪውሎች ብቻ ነው የሚመረመሩት። ኬሚካላዊ ግብረመልሶች በተፈጥሯቸው ኳንተም ናቸው ምክንያቱም እርስ በርስ የሚደጋገፉ በጣም የተጣመሩ የኳንተም ግዛቶች ስለሚፈጠሩ ሙሉ በሙሉ የተገነቡ ኳንተም ኮምፒተሮች በጣም ውስብስብ የሆኑትን ሂደቶች እንኳን በቀላሉ ይገመግማሉ። ጎግል በዚህ አካባቢ እድገቶች አሉት - የሃይድሮጂን ሞለኪውልን ሞዴል አድርገዋል። ውጤቱም ከፀሃይ ፓነሎች እስከ መድሃኒቶች ድረስ የበለጠ ውጤታማ ምርቶች ይሆናል.

ክሪፕቶግራፊ የደህንነት ስርዓቶች ዛሬ በብቃት የመጀመሪያ ትውልድ ላይ የተመሰረቱ ናቸው. ይህ በዲጂታል ኮምፒውተሮች ሊደረስበት የሚችለውን እያንዳንዱን ምክንያት በመፈለግ ነው, ነገር ግን ይህን ለማድረግ የሚፈለገው ብዙ ጊዜ "ኮድ መስበር" ውድ እና ተግባራዊ አይሆንም. ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ ኳንተም ኮምፒውተሮች ይህንን ከዲጂታል ማሽኖች በበለጠ በብቃት ሊሰሩት ይችላሉ፣ ይህም ማለት የዛሬው የደህንነት ዘዴዎች በቅርቡ ጊዜ ያለፈባቸው ይሆናሉ። የኳንተም ኢንክሪፕሽን ዩኒት አቅጣጫዊ ተፈጥሮን ለመጠቀም ተስፋ ሰጭ የኳንተም ምስጠራ ዘዴዎችም አሉ። ከተማ አቀፍ ኔትወርኮች በብዙ አገሮች ታይተዋል፣ እና የቻይና ሳይንቲስቶች በቅርብ ጊዜ የታሰሩ ፎቶኖችን ከምሕዋር "ኳንተም" ሳተላይት ወደ ሶስት የተለያዩ የመሠረት ጣቢያዎች ወደ ምድር በመመለስ በተሳካ ሁኔታ እንደሚላኩ አስታውቀዋል።

የፋይናንስ ሞዴሊንግ. ዘመናዊ ገበያዎች በሕልው ውስጥ ካሉ በጣም ውስብስብ ስርዓቶች መካከል ናቸው. ለገለፃቸው እና ለቁጥጥሩ ሳይንሳዊ እና ሒሳባዊ መሳሪያዎች የዳበረ ቢሆንም የእንደዚህ አይነት እንቅስቃሴዎች ውጤታማነት አሁንም በቂ አይደለም ምክንያቱም በሳይንሳዊ ዘርፎች መካከል ባለው መሠረታዊ ልዩነት ምክንያት ሙከራዎች ሊደረጉ የሚችሉበት ቁጥጥር የሚደረግበት አካባቢ የለም. ይህንን ችግር ለመፍታት ባለሀብቶች እና ተንታኞች ወደ ኳንተም ኮምፒውቲንግ ተለውጠዋል። አንዱ የወዲያው ጥቅም በኳንተም ኮምፒውተሮች ውስጥ ያለው የዘፈቀደነት ከፋይናንሺያል ገበያዎች ተፈጥሮ ጋር የሚስማማ መሆኑ ነው። ባለሀብቶች ብዙ ጊዜ የውጤቶችን ስርጭት በጣም ብዙ በዘፈቀደ በተፈጠሩ ሁኔታዎች መገምገም ይፈልጋሉ።

የአየር ሁኔታ ትንበያ. የNOAA ዋና ኢኮኖሚስት ሮድኒ ኤፍ ዌይየር 30% የሚጠጋ የአሜሪካ የሀገር ውስጥ ምርት (6 ትሪሊዮን ዶላር) በቀጥታም ሆነ በተዘዋዋሪ በአየር ሁኔታ ላይ የተመሰረተ ነው ይላሉ። ለምግብ ምርቶች, መጓጓዣ እና ችርቻሮዎች. ስለዚህ ኦውራውን በተሻለ ሁኔታ የመተንበይ ችሎታ በብዙ አካባቢዎች በጣም ጠቃሚ ይሆናል, ለተፈጥሮ አደጋ ጥበቃ የተመደበውን ረጅም ጊዜ ሳይጠቅስ. የዩናይትድ ኪንግደም ብሄራዊ የሚቲዎሮሎጂ ክንድ ሜት ኦፊስ ከ2020 ጀምሮ ሊያስተናግደው የሚችለውን የኃይል እና የመጠን ፍላጎት ለማሟላት በእንደዚህ አይነት ፈጠራዎች ላይ ኢንቨስት ማድረግ ጀምሯል እና በራሱ የከፋ የኮምፒዩተር ፍላጎቶች ላይ ዘገባ አውጥቷል።

ቅንጣት ፊዚክስ. ድፍን ቅንጣት ፊዚክስ ሞዴሎች ብዙውን ጊዜ እጅግ በጣም የተወሳሰቡ፣ ለቁጥር ማስመሰያዎች ብዙ የማስላት ጊዜ የሚጠይቁ ውስብስብ መፍትሄዎች ናቸው። ይህ ለኳንተም ኮምፒውቲንግ ተስማሚ ያደርጋቸዋል, እና ሳይንቲስቶች በዚህ ላይ አስቀድመው አቢይ አድርገውታል. የኢንስብሩክ ዩኒቨርሲቲ ተመራማሪዎች እና የኳንተም ኦፕቲክስ እና ኳንተም መረጃ ተቋም (IQOQI) በቅርቡ ይህን አስመሳይ ለማድረግ ፕሮግራም ሊደረግ የሚችል የኳንተም ሲስተም ተጠቅመዋል። በተፈጥሮ ውስጥ በወጣ ህትመት መሰረት ቡድኑ የማንኛውም የኮምፒዩተር ስሌት መሰረታዊ ደረጃዎችን ionዎች ያከናወኑበትን የኳንተም ኮምፒዩተር ቀላል ስሪት ተጠቅሟል። ማስመሰል ከተገለፀው የፊዚክስ ትክክለኛ ሙከራዎች ጋር ሙሉ ስምምነትን አሳይቷል። ይላል ቲዎሬቲካል የፊዚክስ ሊቅ ፒተር ዞለር። -