Ang kapunawpunawan sa kanhi - ug sa unahan ...

Sa usa ka bahin, sila kinahanglan nga motabang kanato sa pagpildi sa kanser, tukma nga pagtagna sa panahon, ug master nuclear fusion. Sa laing bahin, adunay mga kahadlok nga kini magpahinabog tibuok-kalibotang kalaglagan o maulipon ang katawhan. Sa pagkakaron, bisan pa, ang mga computational monsters dili gihapon makahimo og maayo ug unibersal nga kadautan sa samang higayon.

Sa dekada 60, ang labing episyente nga mga kompyuter adunay gahum megaflops (minilyon nga floating point operations kada segundo). Una nga kompyuter nga adunay gahum sa pagproseso mas taas nga 1 GFLOPS (gigaflops) kaniadto Cray 2, nga gihimo sa Cray Research niadtong 1985. Ang una nga modelo nga adunay gahum sa pagproseso labaw sa 1 TFLOPS (teraflops) kaniadto ASCI Pula, gihimo ni Intel niadtong 1997. Naabot ang gahum 1 PFLOPS (petaflops). Tigbiyahe sa dalan, gipagawas sa IBM niadtong 2008.

Ang karon nga rekord sa gahum sa pag-compute iya sa Chinese Sunway TaihuLight ug 9 PFLOPS.

Bisan kung, ingon sa imong nakita, ang labing kusgan nga mga makina wala pa nakaabot sa gatusan nga mga petaflops, labi pa exascale nga mga sistemadiin ang gahum kinahanglan nga tagdon exaflopsach (EFLOPS), i.e. mga labaw pa sa 1018 nga mga operasyon matag segundo. Bisan pa, ang ingon nga mga laraw anaa ra sa yugto sa mga proyekto nga lainlain ang lebel sa kaarang.

MGA PAGKAWAS (, floating point operations kada segundo) maoy usa ka yunit sa gahum sa pag-compute nga gigamit ilabina sa siyentipikong mga aplikasyon. Kini mas daghag gamit kay sa gigamit kaniadto nga MIPS block, nga nagpasabot sa gidaghanon sa mga instruksyon sa processor kada segundo. Ang flop dili usa ka SI, apan kini mahimong hubaron nga usa ka yunit sa 1/s.

Kinahanglan nimo ang usa ka exascale alang sa kanser

Ang usa ka exaflops, o usa ka libo nga petaflops, labaw pa sa tanan nga nag-unang XNUMX ka supercomputer nga gihiusa. Ang mga siyentista naglaum nga ang usa ka bag-ong henerasyon sa mga makina nga adunay ingon nga gahum magdala ug mga kauswagan sa lainlaing natad.

Ang kusog sa pagproseso sa exascale inubanan sa paspas nga pag-uswag sa mga teknolohiya sa pagkat-on sa makina kinahanglan makatabang, pananglitan, sa katapusan liki ang cancer code. Ang gidaghanon sa mga datos nga kinahanglan nga adunay mga doktor aron masusi ug matambalan ang kanser dako kaayo nga lisud alang sa ordinaryong mga kompyuter sa pagsagubang sa buluhaton. Sa usa ka kasagaran nga pagtuon sa biopsy sa tumor, labaw pa sa 8 milyon nga mga pagsukod ang gikuha, diin gisusi sa mga doktor ang pamatasan sa tumor, ang tubag niini sa pagtambal sa pharmacological, ug ang epekto sa lawas sa pasyente. Kini usa ka tinuod nga kadagatan sa datos.

matod ni Rick Stevens sa US Department of Energy (DOE) Argonne Laboratory. -

Ang paghiusa sa medikal nga panukiduki uban ang gahum sa pag-compute, ang mga siyentipiko nagtrabaho aron CANDLE neural network nga sistema (). Kini nagtugot kanimo sa pagtag-an ug paghimo sa usa ka plano sa pagtambal nga gipahaum sa indibidwal nga mga panginahanglan sa matag pasyente. Makatabang kini sa mga siyentista nga masabtan ang sukaranan sa molekula sa panguna nga mga interaksyon sa protina, paghimo mga prediktibo nga mga modelo sa pagtubag sa tambal, ug pagsugyot nga labing maayo nga mga estratehiya sa pagtambal. Nagtuo si Argonne nga ang mga exascale system makahimo sa pagpadagan sa CANDLE application nga 50 hangtod 100 ka beses nga mas paspas kaysa sa labing kusgan nga mga supermachine nga nahibal-an karon.

Busa, kita nagpaabut sa pagpakita sa exascale supercomputers. Bisan pa, ang una nga mga bersyon dili kinahanglan nga makita sa US. Siyempre, ang US anaa sa lumba sa paghimo kanila, ug ang lokal nga gobyerno sa usa ka proyekto nga nailhan nga Aurora nakigtambayayong sa AMD, IBM, Intel ug Nvidia, naningkamot nga mag-una sa mga langyaw nga kakompetensya. Bisan pa, wala kini gilauman nga mahitabo sa wala pa ang 2021. Samtang, kaniadtong Enero 2017, gipahibalo sa mga eksperto sa China ang paghimo sa usa ka exascale prototype. Ang usa ka hingpit nga naglihok nga modelo sa kini nga matang sa computational unit mao ang − Tianhe-3 - bisan pa, kini dili mahimo nga kini andam sa sunod nga mga tuig.

Gikupot pag-ayo sa mga Intsik

Ang kamatuoran mao nga sukad sa 2013, ang mga kalamboan sa China nag-una sa listahan sa labing gamhanan nga mga kompyuter sa kalibutan. Nagdominar siya sulod sa daghang katuigan Tianhe-2ug karon ang palad iya na sa nahisgutan Sunway TaihuLight. Gituohan nga kining duha ka labing gamhanang makina sa Middle Kingdom mas gamhanan kay sa tanang baynte uno nga supercomputer sa US Department of Energy.

Ang mga Amerikanong siyentipiko, siyempre, gusto nga mabawi ang nanguna nga posisyon nga ilang gihuptan lima ka tuig ang milabay, ug nagtrabaho sa usa ka sistema nga magtugot kanila sa pagbuhat niini. Gitukod kini sa Oak Ridge National Laboratory sa Tennessee. Summit (2), usa ka supercomputer nga gikatakda nga i-commissioning sa ulahi ning tuiga. Kini milabaw sa gahum sa Sunway TaihuLight. Kini gamiton sa pagsulay ug pagpalambo sa bag-ong mga materyales nga mas lig-on ug mas gaan, sa pagsundog sa sulod sa Yuta gamit ang acoustic waves, ug sa pagsuporta sa mga proyekto sa astrophysics nga nagsusi sa gigikanan sa uniberso.

2. Spatial nga plano sa Summit supercomputer

Sa gihisgotang Argonne National Laboratory, ang mga siyentipiko sa dili madugay nagplano sa paghimo ug mas paspas nga himan. Nailhan nga A21Gilauman nga moabot sa 200 petaflops ang performance.

Ang Japan nakigbahin usab sa lumba sa supercomputer. Bisan tuod medyo natabunan kini karong bag-o sa panagribal sa US-China, kini nga nasud ang nagplano nga maglunsad Sistema sa ABKI (), nga nagtanyag sa 130 petaflops sa gahum. Ang mga Hapon naglaum nga ang maong supercomputer mahimong gamiton sa pagpalambo sa AI (artificial intelligence) o lawom nga pagkat-on.

Samtang, ang European Parliament bag-o lang nakahukom sa pagtukod sa usa ka EU bilyon nga euro supercomputer. Kini nga monster sa kompyuter magsugod sa trabaho niini alang sa mga sentro sa panukiduki sa atong kontinente sa pagsugod sa 2022 ug 2023. Ang makina pagatukuron sa sulod EuroGPC nga proyektoug ang pagtukod niini pagapondohan sa Member States - mao nga ang Poland moapil usab niini nga proyekto. Ang gitagna nga gahum niini sagad nga gitawag nga "pre-exascale".

Sa pagkakaron, sumala sa ranggo sa 2017, sa lima ka gatos nga labing paspas nga supercomputer sa kalibutan, ang China adunay 202 nga mga makina (40%), samtang ang America nagkontrol sa 144 (29%).

Gigamit usab sa China ang 35% sa gahum sa kompyuter sa kalibutan kumpara sa 30% sa US. Ang sunod nga mga nasud nga adunay labing daghang supercomputer sa lista mao ang Japan (35 nga sistema), Germany (20), France (18) ug UK (15). Angay nga matikdan nga, bisan unsa pa ang nasud nga gigikanan, ang tanan nga lima ka gatos nga labing kusgan nga mga supercomputer naggamit lainlaing mga bersyon sa Linux ...

Sila nagdesinyo sa ilang kaugalingon

Ang mga supercomputer usa na ka bililhon nga himan nga nagsuporta sa industriya sa syensya ug teknolohiya. Gitugotan nila ang mga tigdukiduki ug mga inhenyero sa paghimo sa makanunayon nga pag-uswag (ug usahay bisan dako nga paglukso sa unahan) sa mga lugar sama sa biology, pagtagna sa panahon ug klima, astrophysics, ug mga armas nukleyar.

Ang uban nagdepende sa ilang gahum. Sa sunod nga mga dekada, ang paggamit sa mga supercomputer mahimo’g mabag-o pag-ayo ang kahimtang sa ekonomiya, militar ug geopolitik sa mga nasud nga adunay access sa kini nga klase sa imprastraktura sa pagputol.

Ang pag-uswag niini nga natad kusog kaayo nga ang disenyo sa bag-ong mga henerasyon sa microprocessors nahimong lisud na kaayo bisan sa daghang mga human resources. Tungod niini, ang mga advanced nga software sa kompyuter ug mga supercomputer labi nga nag-una nga papel sa pag-uswag sa mga kompyuter, lakip ang mga adunay prefix nga "super".

3. Hapon nga supercomputer

Ang mga kompanya sa pharmaceutical sa dili madugay makahimo sa hingpit nga pag-operate salamat sa mga superpower sa pag-compute pagproseso sa usa ka dako nga gidaghanon sa mga genome sa tawo, mga mananap ug mga tanom nga makatabang sa paghimo og bag-ong mga tambal ug mga tambal alang sa lain-laing mga sakit.

Ang laing rason (sa tinuud usa sa mga nag-una) ngano nga ang mga gobyerno namuhunan pag-ayo sa pag-uswag sa mga supercomputer. Ang mas episyente nga mga sakyanan makatabang sa umaabot nga mga lider sa militar sa paghimo og tin-aw nga mga estratehiya sa kombat sa bisan unsang sitwasyon sa kombat, tugotan ang pagpalambo sa mas epektibo nga mga sistema sa armas, ug pagsuporta sa pagpatuman sa balaod ug mga ahensya sa paniktik sa pag-ila sa mga potensyal nga hulga sa daan.

Dili igo nga gahum alang sa simulation sa utok

Ang mga bag-ong supercomputer kinahanglan makatabang sa pag-decipher sa natural nga supercomputer nga nahibal-an nato sa dugay nga panahon - ang utok sa tawo.

Usa ka internasyonal nga grupo sa mga siyentista ang bag-o lang nakahimo ug usa ka algorithm nga nagrepresentar sa usa ka importante nga bag-ong lakang sa pagmodelo sa neural koneksyon sa utok. Bag-o nga Algoritmo sa NEST, nga gihulagway sa usa ka open access nga papel nga gipatik sa Frontiers sa Neuroinformatics, gilauman nga mosundog sa 100 ka bilyon nga interconnected nga neuron sa utok sa tawo sa mga supercomputer. Ang mga siyentipiko gikan sa German research center nga si Jülich, ang Norwegian University of Life Sciences, ang Unibersidad sa Aachen, ang Japanese RIKEN Institute ug ang KTH Royal Institute of Technology sa Stockholm nalambigit sa trabaho.

Sukad sa 2014, ang dagkong mga simulation sa neural network nagdagan sa RIKEN ug JUQUEEN supercomputers sa Jülich Supercomputing Center sa Germany, nga nagsundog sa mga koneksyon sa gibana-bana nga 1% sa mga neuron sa utok sa tawo. Nganong daghan ra? Mahimo bang masundog sa mga supercomputer ang tibuok utok?

Susanne Kunkel gikan sa Swedish nga kompanya KTH nagpatin-aw.

Atol sa simulation, ang usa ka neuron action potential (mubo nga electrical impulses) kinahanglang ipadala sa halos tanang 100 ka tawo. gagmay nga mga kompiyuter nga gitawag ug mga node, ang matag usa adunay ubay-ubay nga mga processor nga naghimo sa aktuwal nga mga kalkulasyon. Ang matag node nagsusi kung hain niini nga mga impulses ang may kalabutan sa mga virtual neuron nga anaa niini nga node.

4. Pag-modelo sa mga koneksyon sa utok sa mga neuron, i.e. naa ra kami sa sinugdanan sa panaw (1%)

Dayag, ang gidaghanon sa panumduman sa kompyuter nga gikinahanglan sa mga processor alang niining dugang nga mga bit kada neuron motaas sa gidak-on sa neural network. Aron molapas sa 1% simulation sa tibuok utok sa tawo (4) gikinahanglan XNUMX ka beses nga mas memorya kay sa anaa sa tanang supercomputer karon. Busa, posible nga maghisgot mahitungod sa pagkuha sa usa ka simulation sa tibuok utok lamang sa konteksto sa umaabot nga exascale supercomputers. Dinhi kinahanglan molihok ang sunod nga henerasyon nga NEST algorithm.

TOP-5 nga mga supercomputer sa kalibutan

1. Sanway TaihuLight – Usa ka 93 PFLOPS supercomputer nga gilusad niadtong 2016 sa Wuxi, China. Sukad sa Hunyo 2016, nag-una kini sa TOP500 nga listahan sa mga supercomputer nga adunay pinakataas nga gahum sa pag-compute sa kalibutan.

2. Tianhe-2 (Milky Way-2) maoy 33,86 PFLOPS supercomputer nga gitukod sa NUDT () sa China. Sukad sa Hunyo 2013

hangtod sa Hunyo 2016, kini ang labing paspas nga supercomputer sa kalibutan.

3. Pease Dynt - usa ka disenyo nga gimugna ni Cray, nga gibutang sa Swiss National Supercomputing Center (). Bag-o lang kini nga gi-upgrade - Ang Nvidia Tesla K20X accelerators gipulihan sa mga bag-o, Tesla P100, nga nagpaposible nga madugangan ang gahum sa pag-compute gikan sa 2017 ngadto sa 9,8 PFLOPS sa ting-init sa 19,6.

4. Gyokou usa ka supercomputer nga gimugna sa ExaScaler ug PEZY Computing. Nahimutang sa Japan Agency for Marine Science and Technology (JAMSTEC) Yokohama Institute of Geosciences; sa parehas nga andana sa Earth simulator. Gahum: 19,14 PFLOPs.

5. Titanium maoy 17,59 PFLOPS supercomputer nga gigama sa Cray Inc. ug gilusad niadtong Oktubre 2012 sa Oak Ridge National Laboratory sa Estados Unidos. Gikan sa Nobyembre 2012 hangtod Hunyo 2013, ang Titan mao ang labing paspas nga supercomputer sa kalibutan. Anaa kini karon sa ikalimang dapit, apan mao gihapon ang labing paspas nga supercomputer sa US.

Nakigsangka usab sila alang sa supremacy sa quantum

Nagtuo ang IBM nga sa sunod nga lima ka tuig, dili mga supercomputer nga gibase sa tradisyonal nga silicon chips, apan magsugod sa pagsibya. Nagsugod pa lang ang industriya nga masabtan kung giunsa magamit ang mga kompyuter sa quantum, sumala sa mga tigdukiduki sa kompanya. Gilauman nga madiskobrehan sa mga inhenyero ang una nga dagkong aplikasyon alang sa kini nga mga makina sa lima lang ka tuig.

Ang mga kompyuter sa quantum naggamit sa usa ka yunit sa kompyuter nga gitawag kubitem. Ang ordinaryong mga semiconductor nagrepresentar sa impormasyon sa porma sa mga han-ay sa 1 ug 0, samtang ang mga qubit nagpakita sa quantum nga mga kabtangan ug dungan nga makahimo sa mga kalkulasyon isip 1 ug 0. Kini nagpasabot nga ang duha ka qubits mahimong dungan nga magrepresentar sa mga han-ay sa 1-0, 1-1, 0-1 . ., 0-0. Ang gahum sa pag-compute kusog nga motubo sa matag qubit, mao nga sa teoriya ang usa ka quantum computer nga adunay 50 ka qubits ra mahimong adunay daghang gahum sa pagproseso kaysa sa labing kusgan nga mga supercomputer sa kalibutan.

Ang D-Wave Systems namaligya na og quantum computer, diin adunay giingon nga 2. mga qubit. Hinuon Mga kopya sa D-Wave(5) debatable. Bisan kung gigamit kini sa pipila ka mga tigdukiduki sa maayong paggamit, wala gihapon nila malabwan ang mga klasikal nga kompyuter ug magamit ra alang sa pipila nga mga klase sa mga problema sa pag-optimize.

5. D-Wave quantum nga mga kompyuter

Pipila ka bulan ang milabay, ang Google Quantum AI Lab nagpakita sa usa ka bag-ong 72-qubit quantum processor nga gitawag bristle cones (6). Mahimong makab-ot niini sa dili madugay ang "quantum supremacy" pinaagi sa paglabaw sa usa ka klasikal nga supercomputer, bisan kung bahin sa pagsulbad sa pipila nga mga problema. Sa diha nga ang usa ka quantum processor nagpakita sa usa ka igo nga ubos nga error rate sa operasyon, kini mahimong mas episyente pa kay sa usa ka klasikal nga supercomputer nga adunay usa ka maayo nga gihubit nga buluhaton sa IT.

6. Bristlecone 72 qubit quantum processor

Sunod sa linya mao ang processor sa Google, tungod kay kaniadtong Enero, pananglitan, gipahibalo sa Intel ang kaugalingon nga 49-qubit quantum system, ug sa sayo pa gipaila sa IBM ang usa ka 50-qubit nga bersyon. intel chip, Loihi, kini bag-o sa ubang mga paagi usab. Kini ang una nga "neuromorphic" integrated circuit nga gidisenyo aron sundogon kung giunsa ang utok sa tawo nakakat-on ug nasabtan. Kini "bug-os nga magamit" ug magamit sa mga kauban sa panukiduki sa ulahi karong tuiga.

Bisan pa, kini mao lamang ang sinugdanan, tungod kay aron makahimo sa pag-atubang sa mga monsters sa silicon, kinahanglan nimo ang z minilyon ka mga qubit. Usa ka grupo sa mga siyentista sa Dutch Technical University sa Delft naglaum nga ang paagi aron makab-ot ang ingon nga sukdanan mao ang paggamit sa silicon sa quantum nga mga kompyuter, tungod kay ang ilang mga miyembro nakakaplag usa ka solusyon kung giunsa ang paggamit sa silicon aron makahimo usa ka programmable quantum processor.

Sa ilang pagtuon, nga gipatik sa journal Nature, ang Dutch team nagkontrolar sa rotation sa usa ka electron gamit ang microwave energy. Sa silicon, ang electron magtuyok pataas ug paubos sa parehas nga oras, epektibo nga nagpugong niini sa lugar. Sa higayon nga makab-ot na, ang grupo nagkonektar sa duha ka mga electron ug giprograma kini sa pagpadagan sa mga quantum algorithm.

Posible ang paghimo base sa silicon duha ka gamay nga quantum processor.

Si Dr Tom Watson, usa sa mga tagsulat sa pagtuon, mipasabut sa BBC. Kung si Watson ug ang iyang team makahimo sa pag-fuse sa daghang mga electron, mahimo’g mosangput kini sa usa ka pagrebelde. mga processor sa qubitkini magdala kanato og usa ka lakang nga mas duol sa quantum computers sa umaabot.

- Bisan kinsa nga magtukod usa ka hingpit nga naglihok nga quantum computer ang magmando sa kalibutan Manas Mukherjee sa National University of Singapore ug principal investigator sa National Center for Quantum Technology bag-o lang miingon sa usa ka interbyu. Ang lumba tali sa pinakadako nga mga kompanya sa teknolohiya ug mga laboratoryo sa panukiduki karon naka-focus sa gitawag nga quantum supremacy, ang punto diin ang usa ka quantum computer makahimo sa mga kalkulasyon labaw pa sa bisan unsa nga ikatanyag sa labing abante nga modernong mga kompyuter.

Ang mga pananglitan sa ibabaw sa mga nahimo sa Google, IBM ug Intel nagpakita nga ang mga kompanya gikan sa Estados Unidos (ug busa ang estado) nagdominar niini nga lugar. Bag-ohay lang, bisan pa, ang Alibaba Cloud sa China nagpagawas usa ka 11-qubit processor-based cloud computing platform nga nagtugot sa mga siyentipiko sa pagsulay sa bag-ong mga algorithm sa quantum. Kini nagpasabot nga ang China sa natad sa quantum computing blocks wala usab magtabon sa mga peras sa abo.

Bisan pa, ang mga paningkamot sa paghimo sa mga quantum supercomputer dili lamang madasigon sa mga bag-ong posibilidad, apan hinungdan usab sa kontrobersiya.

Pipila ka bulan ang milabay, atol sa International Conference on Quantum Technologies sa Moscow, si Alexander Lvovsky (7) gikan sa Russian Quantum Center, kinsa usa usab ka propesor sa physics sa University of Calgary sa Canada, miingon nga ang quantum computers himan sa paglaglagsa walay pagmugna.

7. Propesor Alexander Lvovsky

Unsay iyang gipasabot? Una sa tanan, digital nga seguridad. Sa pagkakaron, ang tanang sensitibong digital nga impormasyon nga gipasa sa Internet gi-encrypt aron mapanalipdan ang pribasiya sa mga interesadong partido. Nakita na namo ang mga kaso diin ang mga hacker makapugong niini nga datos pinaagi sa paglapas sa encryption.

Matod ni Lvov, ang dagway sa usa ka quantum computer makapasayon ​​ra sa mga cybercriminals. Walay himan sa pag-encrypt nga nahibal-an karon nga makapanalipod sa kaugalingon gikan sa gahum sa pagproseso sa usa ka tinuod nga quantum computer.

Ang mga rekord sa medikal, impormasyon sa panalapi, ug bisan ang mga sekreto sa mga gobyerno ug mga organisasyon sa militar mahimong magamit sa usa ka pan, nga nagpasabut, sama sa giingon ni Lvovsky, nga ang bag-ong teknolohiya makahulga sa tibuuk nga kahusay sa kalibutan. Ang ubang mga eksperto nagtuo nga ang mga kahadlok sa mga Ruso walay basehanan, tungod kay ang paghimo sa usa ka tinuod nga quantum supercomputer magtugot usab. pagsugod sa quantum cryptography, giisip nga dili malaglag.

Laing pamaagi

Gawas pa sa tradisyonal nga mga teknolohiya sa kompyuter ug pag-uswag sa mga sistema sa quantum, ang lainlaing mga sentro nagtrabaho sa ubang mga pamaagi alang sa pagtukod sa mga supercomputer sa umaabot.

Ang ahensya sa Amerika nga DARPA nagpundo ug unom ka mga sentro alang sa alternatibong mga solusyon sa disenyo sa kompyuter. Ang arkitektura nga gigamit sa modernong mga makina gitawag nga naandan arkitektura ni von NeumannOh, setenta anyos na siya. Ang suporta sa organisasyon sa depensa alang sa mga tigdukiduki sa unibersidad nagtumong sa paghimo sa usa ka labi ka maalamon nga pamaagi sa pagdumala sa daghang mga datos kaysa kaniadto.

Buffering ug parallel computing Ania ang pipila ka mga pananglitan sa mga bag-ong pamaagi nga gihimo sa kini nga mga grupo. Lain ADA (), nga nagpasayon ​​sa pagpalambo sa mga aplikasyon pinaagi sa pag-convert sa CPU ug mga sangkap sa memorya nga adunay mga module ngadto sa usa ka asembliya, kay sa pag-atubang sa mga isyu sa ilang koneksyon sa motherboard.

Sa miaging tuig, usa ka grupo sa mga tigdukiduki gikan sa UK ug Russia malampuson nga nagpakita nga ang matang "Magic Dust"diin sila gilangkuban kahayag ug butang - sa katapusan labaw sa "performance" bisan sa labing kusgan nga mga supercomputer.

Ang mga siyentista gikan sa mga unibersidad sa Britanya sa Cambridge, Southampton ug Cardiff ug ang Russian Skolkovo Institute migamit sa quantum particle nga nailhang mga polaritonnga mahimong mahubit ingong usa ka butang tali sa kahayag ug butang. Kini usa ka hingpit nga bag-ong pamaagi sa kompyuter sa kompyuter. Sumala sa mga siyentipiko, kini mahimong basehan sa usa ka bag-o nga matang sa computer nga makahimo sa pagsulbad sa kasamtangan nga dili masulbad nga mga pangutana - sa lain-laing mga natad, sama sa biology, finance ug pagbiyahe sa kawanangan. Ang mga resulta sa pagtuon gimantala sa journal Nature Materials.

Hinumdomi nga ang mga supercomputer karon makahimo lamang sa pagdumala sa gamay nga bahin sa mga problema. Bisan ang usa ka hypothetical quantum computer, kung kini sa katapusan matukod, labing maayo nga maghatag usa ka quadratic speedup alang sa pagsulbad sa labing komplikado nga mga problema. Samtang, ang mga polariton nga nagmugna og "fairy dust" gimugna pinaagi sa pagpaaktibo sa mga layer sa gallium, arsenic, indium ug aluminum nga mga atomo nga adunay mga laser beam.

Ang mga electron niini nga mga lut-od mosuhop ug mobuga ug kahayag sa usa ka kolor. Ang mga polariton napulo ka libo ka pilo nga mas gaan kay sa mga electron ug makaabot sa igong densidad aron makahatag ug bag-ong kahimtang sa butang nga nailhang Ang Bose-Einstein condensate (walo). Ang mga hugna sa quantum sa mga polariton sa sulod niini gi-synchronize ug nahimong usa ka macroscopic quantum nga butang, nga makita pinaagi sa mga pagsukod sa photoluminescence.

8. Plot nga nagpakita ug Bose-Einstein condensate

Kini nahimo nga sa kini nga partikular nga estado, ang usa ka polariton condensate makasulbad sa problema sa pag-optimize nga among gihisgutan kung naghulagway sa mga kompyuter nga quantum nga labi ka episyente kaysa sa mga processor nga nakabase sa qubit. Ang mga tagsulat sa British-Russian nga mga pagtuon nagpakita nga samtang ang mga polariton nag-condense, ang ilang mga quantum nga mga hugna gihan-ay sa usa ka configuration nga katumbas sa hingpit nga minimum sa usa ka komplikado nga function.

"Naa na kami sa pagsugod sa pagsuhid sa potensyal sa mga laraw sa polariton alang sa pagsulbad sa mga komplikado nga problema," misulat ang co-author sa Nature Materials nga si Prof. Pavlos Lagoudakis, Ulo sa Hybrid Photonics Laboratory sa University of Southampton. "Karon among gi-scale ang among aparato sa gatusan nga mga node samtang gisulayan ang nagpahiping gahum sa pagproseso."

Niini nga mga eksperimento gikan sa kalibutan sa maliputon nga quantum nga mga hugna sa kahayag ug butang, bisan ang mga quantum processor daw usa ka butang nga clumsy ug lig-on nga konektado sa kamatuoran. Sama sa imong nakita, ang mga siyentista dili lamang nagtrabaho sa mga supercomputer sa ugma ug sa mga makina sa sunod nga adlaw, apan nagplano na sila kung unsa ang mahitabo sa ugma.

Niini nga punto ang pagkab-ot sa exascale mahimong usa ka hagit, unya maghunahuna ka bahin sa sunod nga mga milestone sa flop scale (9). Sama sa imong nahunahunaan, ang pagdugang lamang sa mga processor ug memorya niana dili igo. Kung tuohan ang mga siyentipiko, ang pagkab-ot sa ingon ka kusgan nga gahum sa pag-compute magtugot kanamo sa pagsulbad sa mga megaproblema nga nahibal-an namon, sama sa pag-decipher sa kanser o pag-analisar sa datos sa astronomiya.

9. Ang kaugmaon sa supercomputing

Ipares ang pangutana sa tubag

Unsay sunod?

Aw, sa kaso sa quantum nga mga kompyuter, ang mga pangutana motungha kung unsa kini kinahanglan gamiton. Sumala sa karaan nga panultihon, ang mga kompyuter makasulbad sa mga problema nga dili maglungtad kung wala kini. Mao nga kinahanglan naton una nga tukuron kini nga mga futuristic nga supermachine. Unya ang mga problema motungha sa ilang kaugalingon.

Sa unsa nga mga bahin mahimong mapuslanon ang quantum computer?

Artipisyal nga paniktik. Ang AI () nagtrabaho sa prinsipyo sa pagkat-on pinaagi sa kasinatian, nga nahimong mas ug mas tukma samtang ang feedback nadawat ug hangtud nga ang computer program mahimong "smart". Ang feedback gibase sa mga kalkulasyon sa mga kalagmitan sa daghang posible nga mga kapilian. Nahibal-an na namon nga ang Lockheed Martin, pananglitan, nagplano nga gamiton ang D-Wave quantum computer niini aron sulayan ang autopilot software nga sa pagkakaron komplikado kaayo alang sa klasikal nga mga kompyuter, ug ang Google naggamit sa usa ka quantum computer aron makahimo og software nga makaila sa mga sakyanan gikan sa mga landmark. .

Pagmodelo sa molekula. Salamat sa quantum nga mga kompyuter, mahimo nga tukma nga mag-modelo sa mga interaksyon sa molekula, nga nangita alang sa labing maayo nga mga pag-configure alang sa mga reaksyon sa kemikal. Ang quantum chemistry komplikado kaayo nga ang modernong digital nga mga kompyuter makahimo lamang sa pag-analisar sa pinakasimple nga mga molekula. Ang kemikal nga mga reaksyon kay quantum sa kinaiyahan tungod kay nagmugna sila og hilabihan nga nalambigit nga quantum states nga nagsapaw sa usag usa, mao nga ang hingpit nga naugmad nga quantum computer daling makatimbang-timbang bisan sa pinakakomplikado nga mga proseso. Ang Google aduna nay mga kalamboan niini nga dapit - ilang gimodelo ang molekula sa hydrogen. Ang resulta mahimong mas episyente nga mga produkto, gikan sa mga solar panel hangtod sa mga tambal.

Kriptograpiya. Ang mga sistema sa seguridad karon nagdepende sa episyente nga panguna nga henerasyon. Mahimo kini nga makab-ot sa mga digital nga kompyuter pinaagi sa pagpangita sa matag posible nga hinungdan, apan ang kadaghan sa oras nga gikinahanglan aron mahimo kini naghimo sa "paglapas sa code" nga mahal ug dili praktikal. Sa kasamtangan, ang mga quantum computer makahimo niini sa exponentially, mas episyente kay sa mga digital machine, nga nagpasabot nga ang mga pamaagi sa seguridad karon sa dili madugay mahimong obsolete. Adunay usab nagsaad nga quantum encryption nga mga pamaagi nga gipalambo aron mapahimuslan ang unidirectional nga kinaiya sa quantum entanglement. Ang mga network sa tibuok siyudad napakita na sa daghang nasod, ug bag-o lang gipahibalo sa mga Chinese scientist nga sila malampusong nagpadala sa mga nalambigit nga mga photon gikan sa nag-orbito nga "quantum" satellite ngadto sa tulo ka separado nga base station balik sa Yuta.

Pagmodelo sa pinansyal. Ang mga modernong merkado usa sa labing komplikado nga mga sistema nga naglungtad. Bisan kung ang siyentipikanhon ug matematika nga kagamitan alang sa ilang paghulagway ug pagkontrol naugmad, ang pagka-epektibo sa ingon nga mga kalihokan labi pa nga dili igo tungod sa sukaranan nga kalainan tali sa mga disiplina sa siyensya: wala’y kontrolado nga palibot diin mahimo ang mga eksperimento. Aron masulbad kini nga problema, ang mga tigpamuhunan ug analista mibalik sa quantum computing. Usa ka diha-diha nga bentaha mao nga ang randomness nga kinaiyanhon sa quantum computer nahiuyon sa stochastic nga kinaiya sa pinansyal nga mga merkado. Ang mga mamumuhunan kasagaran gusto nga magtimbang-timbang sa pag-apod-apod sa mga resulta sa usa ka dako kaayo nga gidaghanon sa mga random nga nahimo nga mga sitwasyon.

forecast sa panahon. Ang NOAA Chief Economist Rodney F. Weiher nag-angkon nga hapit 30% sa US GDP ($6 trilyon) direkta o dili direkta nga nagsalig sa panahon. alang sa produksyon sa pagkaon, transportasyon ug retail. Busa, ang abilidad sa mas maayong pagtagna sa aura mahimong mapuslanon kaayo sa daghang mga dapit, wala pay labot ang mas taas nga panahon nga gigahin alang sa pagpanalipod sa natural nga kalamidad. Ang nasudnong meteorolohiko nga bukton sa UK, ang Met Office, nagsugod na sa pagpamuhunan sa ingon nga mga inobasyon aron matubag ang gahum ug scalability nga mga panginahanglan nga kinahanglan nga atubangon niini gikan sa 2020 pataas, ug nagpatik sa usa ka taho sa kaugalingon nga exascale nga mga panginahanglanon sa kompyuter.

Particle Physics. Ang mga modelo sa solidong partikulo sa pisika sagad hilabihan ka komplikado, makuti nga mga solusyon nga nagkinahanglan ug daghang oras sa pagkuwenta alang sa numerical simulation. Kini naghimo kanila nga sulundon alang sa quantum computing, ug ang mga siyentipiko nakapahimulos na niini. Ang mga tigdukiduki sa Unibersidad sa Innsbruck ug ang Institute for Quantum Optics and Quantum Information (IQOQI) bag-o lang migamit ug programmable quantum system aron mahimo kini nga simulation. Sumala sa usa ka publikasyon sa Nature, ang grupo migamit sa usa ka yano nga bersyon sa usa ka quantum computer diin ang mga ion naghimo sa lohikal nga mga operasyon, ang sukaranan nga mga lakang sa bisan unsang pagkalkula sa kompyuter. Gipakita sa simulation ang kompleto nga kasabutan sa tinuud nga mga eksperimento sa gihulagway nga pisika. nag-ingon ang theoretical physicist nga si Peter Zoller. -