Aragtida hore - iyo wixii ka dambeeya ...

Dhanka kale, waa inay naga caawiyaan inaan ka adkaano kansarka, si sax ah u saadaaliyo cimilada, oo aan u wanaajino isku-dhafka nukliyeerka. Dhanka kale, waxaa jirta cabsi laga qabo inay sababaan burbur caalami ah ama addoonsiga aadanaha. Waqtigan xaadirka ah, si kastaba ha ahaatee, daanyeerka xisaabinta weli ma awoodaan inay sameeyaan wanaag weyn iyo xumaan caalami ah isku mar.

Sannadihii 60-aadkii, kombuyuutarrada ugu waxtarka badan ayaa lahaa awoodda megaflops (malaayiin shaqo barta sabaynaysa ilbiriqsikii). Kumbiyuutarka ugu horreeya ee leh awoodda wax-qabadka sare 1 GFLOPS (gigaflops) waxay ahayd Cay 2, oo ay samaysay Cray Research 1985kii. Qaabka ugu horreeya ee leh awoodda wax-qabadka ka sarreeya 1 TFLOPS (teraflops) ahaa Casaanka ASCI, oo ay samaysay Intel 1997kii. Awoodda 1 PFLOPS (petaflops) ayaa gaadhay Wadada, oo ay sii daysay IBM 2008dii.

Awoodda xisaabinta hadda waxaa iska leh Sunway TaihuLight ee Shiinaha waana 9 PFLOPS.

In kasta oo, sida aad arki karto, mashiinnada ugu awoodda badan weli ma gaarin boqollaal petaflops, aad iyo aad u badan hababka aadka u darantaas oo ay tahay in awooda lagu xisaabtamo exaflopsach (EFLOPS), i.e. in ka badan 1018 hawlgal ilbiriqsikii. Si kastaba ha ahaatee, qaababka noocan oo kale ah ayaa weli ku jira oo kaliya marxaladda mashaariicda heerar kala duwan oo casri ah.

HORUMARINTA (, hawlgallada dhibco sabaynta ilbiriqsikii) waa unug ka mid ah awoodda xisaabinta ee loo isticmaalo ugu horreyn codsiyada sayniska. Way ka badan tahay kii hore ee MIPS ee la isticmaali jiray, taas oo macnaheedu yahay tirada tilmaamaha processor-ka ilbiriqsikii. Flop maaha SI, laakiin waxaa loo fasiri karaa unug dhan 1/s.

Waxaad u baahan tahay cudur-sidaha kansarka

Exaflops, ama kun petaflops, ayaa ka badan dhammaan XNUMXka kombuyuutar ee ugu sarreeya marka la isku daro. Saynis yahanadu waxay rajeynayaan in jiilka cusub ee mashiinada leh awooddan oo kale ay keeni doonaan horumarro dhinacyo kala duwan leh.

Awooda farsamaynta xad dhaafka ah oo ay weheliso tignoolajiyada barashada mishiinada ee degdega ah waa in ay caawiyaan, tusaale ahaan, ugu danbayn dildilaaca code kansarka. Qadarka xogta ay tahay in dhakhaatiirtu ay hayaan si ay u baadho ugana daaweeyaan kansarka waa mid aad u weyn oo ay adagtahay in kombuyuutarrada caadiga ah ay la qabsadaan hawsha. Baadhitaannada caadiga ah ee hal-badhsiyeedka buro, in ka badan 8 milyan oo cabbir ayaa la qaaday, muddadaas oo ay dhakhaatiirtu ku falanqeeyeen hab-dhaqanka burada, jawaabta ay ka bixiso daaweynta dawooyinka, iyo saamaynta ay ku leedahay jidhka bukaanka. Tani waa badweynta xogta dhabta ah.

ayuu yiri Rick Stevens oo ka tirsan Waaxda Tamarta Mareykanka (DOE) Argonne Laboratory. -

Isku-darka cilmi-baarista caafimaadka iyo awoodda xisaabinta, saynisyahannadu waxay ka shaqeynayaan Shumaca nidaamka shabakada neerfaha (). Tani waxay kuu ogolaaneysaa inaad saadaaliso oo aad sameyso qorshe daaweyn oo ku habboon baahida shakhsi ahaaneed ee bukaan kasta. Tani waxay ka caawin doontaa saynisyahannadu inay fahmaan saldhigga molecular ee isdhexgalka borotiinka muhiimka ah, horumarinta moodooyinka jawaabta daroogada ee saadaaliya, iyo soo jeedinta xeeladaha daaweynta ugu fiican. Argonne wuxuu aaminsan yahay in nidaamyada xasaradaha ay awoodaan inay ku socodsiiyaan codsiga CANDLE 50 ilaa 100 ka dhaqso badan mashiinnada waaweyn ee ugu awoodda badan maanta.

Sidaa darteed, waxaan rajaynaynaa muuqaalka kore ee kombuyuutarrada sare. Si kastaba ha ahaatee, nuqulada ugu horreeya daruuri kama soo bixi doonaan Maraykanka. Dabcan, Maraykanku wuxuu ku jiraa tartanka abuurista, iyo dawladda hoose ee mashruuca loo yaqaan Aurora wuxuu la shaqeeyaa AMD, IBM, Intel iyo Nvidia, isagoo ku dadaalaya inuu ka hormaro tartamayaasha shisheeye. Si kastaba ha ahaatee, tani lama filayo inay dhacdo ka hor 2021. Dhanka kale, bishii Janaayo 2017, khubarada Shiinaha ayaa ku dhawaaqay abuurista nooc ka sii daran. Qaabka si buuxda u shaqaynaya ee qaybta xisaabinta noocan ah waa - tianhe-3 - si kastaba ha ahaatee, uma badna inay diyaar noqoto dhawrka sano ee soo socda.

Shiinuhu aad buu u adkeeyey

Xaqiiqdu waxay tahay in tan iyo 2013, horumarinta Shiinaha ayaa kaalinta koowaad ka galay liiska kumbuyuutarrada ugu awoodda badan adduunka. Sanado ayuu xukumayay tianhe-2oo hadda timirta inta la sheegay baa iska leh Sunway TaihuLight. Waxaa la aaminsan yahay in labadan mishiin ee ugu awoodda badan Boqortooyada Dhexe ay aad uga awood badan yihiin dhammaan kow iyo labaatanka supercomputer ee Waaxda Tamarta ee Maraykanka.

Saynis yahanada Mareykanka, dabcan, waxay rabaan inay dib u soo ceshadaan mansabkii hogaamineed ee ay hayeen shan sano ka hor, waxayna ka shaqeynayaan nidaam u oggolaanaya inay tan sameeyaan. Waxaa laga dhisay Shaybaadhka Qaranka ee Oak Ridge ee Tennessee. Shir-madaxeed (2), kombuyuutar sare oo loo qorsheeyay hawlgelinta dabayaaqada sanadkan. Waxay ka sarraysaa awoodda Sunway TaihuLight. Waxaa loo isticmaali doonaa in lagu tijaabiyo oo lagu horumariyo walxo cusub oo ka xoog badan oo fudud, si loogu ekaysiiyo gudaha dhulka iyadoo la adeegsanayo hirarka dhawaaqa, iyo in lagu taageero mashaariicda astrophysics-ka ee baaraya asalka koonka.

2. Qorshaha goobta ee Summit supercomputer

Shaybaadhka Qaranka ee Argonne ee la sheegay, saynisyahannadu waxay dhowaan qorsheynayaan inay dhisaan qalab xitaa ka dheereeya. Loo yaqaan A21Waxqabadka ayaa la filayaa inuu gaaro 200 petaflops.

Japan ayaa sidoo kale ka qayb qaadanaysa tartanka supercomputer-ka. In kasta oo dhawaanahan uu xoogaa hadheeyay xafiiltanka u dhexeeya Maraykanka iyo Shiinaha, haddana waa dalkan kan qorsheynaya in uu bilaabo. nidaamka ABKI (), oo bixiya 130 petaflops oo awood ah. Japan waxay rajaynaysaa in supercomputer-ka noocaas ah loo isticmaali karo horumarinta AI (sirdoonka macmal) ama barasho qoto dheer.

Dhanka kale, baarlamaanka Yurub ayaa hadda go'aansaday in la dhiso kombuyuutar supercomputer ah bilyan EU. Bahal kombuyuutareedkan ayaa shaqadiisa xarumaha cilmi-baarista ee qaaraddeena ka bilaabi doona 2022 iyo 2023. Mashiinka ayaa lagu dhex dhisi doonaa Mashruuca EuroGPCdhismihiisana waxaa maalgelinaya Dawladaha xubnaha ka ah – sidaa awgeed Poland sidoo kale way ka qayb qaadan doontaa mashruucan. Awoodeeda la saadaaliyay waxaa badanaa loogu yeeraa "pre-exscale".

Ilaa hadda, marka loo eego qiimeynta 2017, shanta boqol ee ugu dhaqsiyaha badan kombuyuutarrada adduunka, Shiinaha ayaa leh 202 mashiinnadaas ah (40%), halka Ameerika ay maamusho 144 (29%).

Shiinaha ayaa sidoo kale isticmaala 35% awoodda xisaabinta adduunka marka la barbardhigo 30% ee Maraykanka. Wadamada ku xiga ee leh kombuyuutarrada ugu badan ee liiska ku jira waa Japan (35 system), Germany (20), France (18) iyo UK (15). Waxaa xusid mudan, iyadoon loo eegin waddanka ay ka yimaadeen, dhammaan shanta boqol ee kombuyuutarrada ugu awoodda badan waxay adeegsadaan noocyo kala duwan oo Linux ah ...

Iyaga ayaa nashqadeeya

Kombuyuutarrada sare ayaa horeba u ahaa qalab qiimo leh oo taageeraya warshadaha sayniska iyo tignoolajiyada. Waxay awood u siiyaan cilmi-baarayaasha iyo injineerada inay sameeyaan horumar joogto ah (iyo mararka qaarkood xitaa horay u soo boodboodo) meelaha sida bayoolaji, cimilada iyo saadaasha cimilada, astrophysics, iyo hubka nukliyeerka.

Inta soo hartay waxay ku xiran tahay awooddooda. Tobannaanka sano ee soo socda, isticmaalka kombuyuutarrada waaweyn waxa ay si weyn u beddeli kartaa xaaladda dhaqaale, ciidan iyo juquraafiyeed ee dalalkaas heli kara kaabayaasha dhaqaale ee noocaan ah.

Horumarka goobtan waa mid aad u degdeg badan oo naqshadeynta jiilalka cusub ee microprocessors ayaa mar horeba noqday mid aad u adag xitaa ilo badan oo bini'aadan ah. Sababtaas awgeed, kombuyuutarrada horumarsan ee kombuyuutarrada iyo kombuyuutarrada waaweyn ayaa si isa soo taraysa uga ciyaaraya doorka hoggaamineed ee horumarinta kombuyuutarrada, oo ay ku jiraan kuwa leh horgalaha "super".

3. Kombuyuutar sare oo Japan ah

Shirkadaha dawooyinka ayaa dhawaan awood u yeelan doona inay si buuxda u shaqeeyaan iyada oo ay uga mahad celinayaan kuwa awooda badan ee xisaabinta farsamaynta tiro aad u badan oo ah genome-ga aadanaha, xoolaha iyo dhirta kuwaas oo ka caawin doona in la abuuro dawooyin cusub iyo daawaynta cudurada kala duwan.

Sabab kale (dhab ahaantii mid ka mid ah kuwa ugu muhiimsan) sababta ay dawladuhu wax badan u gelinayaan horumarinta kombuyuutarrada sare. Gaadiid aad u hufan ayaa ka caawin doona hoggaamiyeyaasha milatariga mustaqbalka inay horumariyaan xeelado dagaal oo cad xaalad kasta oo dagaal, waxay u oggolaanayaan horumarinta habab hub oo waxtar leh, waxayna taageeraan sharci fulinta iyo hay'adaha sirdoonka si loo aqoonsado khataraha iman kara horay.

Awood kuma filna jilitaanka maskaxda

Kumbuyuutarrada cusubi waa inay caawiyaan kombuyuutarrada dabiiciga ah ee aan naqaannay muddada dheer - maskaxda aadanaha.

Koox saynisyahano ah oo caalami ah ayaa dhawaan sameeyay algorithm ka dhigan tallaabo cusub oo muhiim ah oo lagu qaabeynayo isku xirka neerfaha maskaxda. Cusub Algorithm ma jiro, oo lagu sifeeyay warqad gelitaan furan oo lagu daabacay Frontiers in Neuroinformatics, ayaa la filayaa inay ku ekaato 100 bilyan oo neerfayaasha maskaxda aadanaha ah oo isku xiran oo ku saabsan kombuyuutarrada sare. Saynisyahano ka socda xarunta cilmi-baarista Jarmalka ee Jülich, Jaamacadda Noorway ee Sayniska Nolosha, Jaamacadda Aachen, Machadka RIKEN ee Jabbaan iyo Machadka Farsamada ee KTH ee Stockholm ayaa ku lug lahaa shaqada.

Tan iyo 2014, jilitaanka shabakada neerfaha ee ballaaran ayaa ku socday RIKEN iyo JUQUEEN supercomputers ee Xarunta Supercomputing ee Jülich ee Jarmalka, iyaga oo isku dayaya isku xirka qiyaastii 1% neurons ee maskaxda aadanaha. Waa maxay sababta aad u badan? Kombuyuutarrada sare ma matali karaan maskaxda oo dhan?

Susanne Kunkel oo ka tirsan shirkadda Iswiidhishka ee KTH ayaa sharraxday.

Inta lagu jiro jilitaanka, awoodda waxqabadka neerfaha (xakamaynta korantada gaaban) waa in loo diraa ku dhawaad ​​100 oo qof. kombiyuutarrada yaryar ee loo yaqaanno nodes, oo mid kastaa ku qalabaysan yahay tiro processor-yo ah oo sameeya xisaabinta dhabta ah. Node kastaa wuxuu hubiyaa kuwa dareen-celinta ah ee la xidhiidha neurons-yada casriga ah ee ku jira noodhkan.

4. Qaabaynta isku xidhka maskaxda ee neurons, i.e. Waxaan joognaa bilawgii safarka (1%)

Sida cad, qadarka xusuusta kombuyuutarka ee ay u baahan yihiin soo-saareyaashu qaybahan dheeraadka ah ee neuron kasta waxay kordhisaa xajmiga shabakada neerfaha. Si aad uga gudubto 1% jilitaanka guud ahaan maskaxda bini'aadamka (4) waxay u baahan doontaa XNUMX jeer ka badan xusuusta Marka loo eego waxa laga heli karo dhammaan kombuyuutarrada waaweyn ee maanta. Sidaa darteed, waxaa suurtagal ah in laga hadlo helitaanka jilitaanka maskaxda oo dhan kaliya marka la eego macnaha guud ee supercomputers mustaqbalka. Tani waa halka jiilka soo socda ee NEST algorithm ay tahay inuu shaqeeyo.

TOP-5 supercomputer ee aduunka

1. Sanway TaihuLight - 93 PFLOPS supercomputer ayaa laga bilaabay 2016 Wuxi, Shiinaha. Laga soo bilaabo Juun 2016, waxa ay sare u kacday liiska TOP500 ee supercomputers ee leh awooda xisaabinta ugu sareysa adduunka.

2. Tianhe-2 (Milky Way-2) waa supercomputer leh awood xisaabeed dhan 33,86 PFLOPS oo ay dhistay NUDT () gudaha Shiinaha. Laga bilaabo Juun 2013

Ilaa Juun 2016, wuxuu ahaa kombuyuutarrada ugu dhaqsaha badan adduunka.

3. Pease Dynt - naqshad uu sameeyay Cray, oo lagu rakibay Xarunta Supercomputing ee Switzerland (). Dhawaan ayaa la casriyeeyay - Dardariyeyaasha Nvidia Tesla K20X waxaa lagu beddelay kuwo cusub, Tesla P100, taas oo suurtogal ka dhigtay in la kordhiyo awoodda xisaabinta laga bilaabo 2017 ilaa 9,8 PFLOPS xagaaga 19,6.

4. Gyokou waa supercomputer ay soo saareen ExaScaler iyo PEZY Computing. Waxay ku taallaa Wakaaladda Japan ee Sayniska Badda iyo Teknolojiyadda (JAMSTEC) ee Machadka Yokohama ee Cilmi-Geosciences; dabaqa la mid ah jileeyaha Earth. Awoodda: 19,14 PFLOPs.

5. Titanium waa 17,59 PFLOPS supercomputer oo ay soo saartay Cray Inc. waxaana laga bilaabay Oktoobar 2012 Shaybaadhka Qaranka ee Oak Ridge ee Maraykanka. Laga soo bilaabo Noofambar 2012 ilaa Juun 2013, Titan wuxuu ahaa kombuyuutarrada adduunka ugu dhaqsaha badan. Hadda waxa ay ku jirtaa kaalinta shanaad, laakiin wali waa supercomputer-ka ugu dheereeya Maraykanka.

Waxay kaloo ku tartamayaan sareynta tirada

IBM waxay aaminsan tahay in shanta sano ee soo socota, aan supercomputer ku salaysan chips silicon dhaqameed, laakiin ay bilaabi doonaan baahinta. Warshadaha ayaa hadda bilaabay inay fahmaan sida kombayutarada quantum loo isticmaali karo, sida ay sheegeen cilmi-baarayaasha shirkadu. Injineerada ayaa la filayaa inay daaha ka qaadaan codsiyadii ugu horreeyay ee mishiinadan shan sano gudahood.

Kumbuyuutarrada Quantum waxay isticmaalaan unug xisaabeed oo la yiraahdo kubitem. Semiconductors-ka caadiga ah waxay matalaan macluumaadka qaabka isku xigxiga ee 1 iyo 0, halka qubits ay soo bandhigaan hantida quantum waxayna isku mar u samayn karaan xisaabinta sida 1 iyo 0. Taas macnaheedu waa in laba qubits ay isku mar meteli karaan taxanaha 1-0, 1-1, 0-1 . ., 0-0. Awoodda kombuyuutarada waxay si xad dhaaf ah ugu koraan qubit kasta, markaa aragti ahaan kumbiyuutarka quantum ee leh 50 qubits ayaa yeelan kara awood ka badan oo farsamaynta marka loo eego kombuyuutarrada ugu awoodda badan adduunka.

D-Wave Systems waxay horey u iibisay kumbuyuutarka quantum, kaas oo la sheegay in 2 ka mid ah. qubits. Si kastaba ha ahaatee Nuqullada D-Wave(5) waa laga doodi karaa. In kasta oo cilmi-baarayaasha qaarkood ay si wanaagsan uga faa’iideysteen, haddana kama ay fiicnaan kombuyuutarrada qadiimiga ah waxayna faa'iido u leeyihiin oo keliya fasallada qaar ee dhibaatooyinka hagaajinta.

5. D-Wave quantum kombiyuutarada

Dhowr bilood ka hor, Google Quantum AI Lab wuxuu soo bandhigay processor-ka cusub ee 72-qubit oo la yiraahdo koollada bristle (6). Waxa laga yaabaa inay si dhakhso ah u gaadho "saraynta quantum" iyadoo dhaaftay kombuyuutar heer sare ah, ugu yaraan marka ay timaado xallinta dhibaatooyinka qaarkood. Marka processor-ka quantum uu muujiyo qalad ku filan oo hooseeya oo ku jira hawlgalka, wuxuu noqon karaa mid aad uga waxtar badan supercomputer-ka qadiimiga ah ee leh hawl IT si fiican loo qeexay.

6. Bristlecone 72-qubit quantum processor

Waxa ku xigay Processor-ka Google-ka, sababtoo ah bishii Jannaayo, tusaale ahaan, Intel waxa ay ku dhawaaqday nidaamkeeda 49-qubit quantum, horraantiina IBM waxa ay soo bandhigtay nooc 50-qubit ah. chip intel, Loihi, waa wax cusub oo siyaabo kale ah sidoo kale. Waa wareeggii ugu horreeyay ee "neuromorphic" oo isku-dhafan oo loogu talagalay inay ku daydaan sida ay maskaxda bini'aadamka u barato oo ay u fahmaan. Waa "si buuxda u shaqaynaysa" waxayna diyaar u noqon doontaa la-hawlgalayaasha cilmi-baarista dabayaaqada sanadkan.

Si kastaba ha noqotee, tani waa bilawga kaliya, sababtoo ah si aad awood ugu yeelatid inaad wax ka qabato daanyeerka Silicon, waxaad u baahan tahay z malaayiin qubits. Koox saynisyahano ah oo ka tirsan Jaamacadda Farsamada ee Nederland ee Delft ayaa rajeynaya in habka lagu gaaro miisaankan oo kale ay tahay in la isticmaalo silikon kombuyuutarrada quantum, sababtoo ah xubnahooda ayaa xal u helay sida loo isticmaalo silikon si ay u abuuraan processor-ka quantum-ka.

Daraasaddooda, oo lagu daabacay joornaalka Nature, kooxda Nederland ayaa xakameynaya wareegga hal elektarooniga ah iyaga oo isticmaalaya tamarta microwave. Silicon, elektarooniga ayaa kor iyo hoos u miiqan doona isla mar, isagoo si wax ku ool ah u haya meesha. Marka taas la gaaro, kooxdu waxay isku xirtay laba elektaroonig ah waxayna dejiyeen iyaga si ay u socodsiiyaan algorithmyada quantum.

Waxay ahayd suurtagal in la abuuro silikoon laba-bit processor quantum.

Dr Tom Watson oo ka mid ah qorayaasha daraasadan ayaa BBC u sharaxay. Haddii Watson iyo kooxdiisu ay ku guulaystaan ​​inay ku xidhaan elektaroono badan, waxay u horseedi kartaa kacdoon. processor-yada qubitTani waxay noo keenaysaa hal tallaabo oo ku dhow kombuyuutarrada quantum ee mustaqbalka.

- Ku alla kii dhista kombuyuutar quantum oo si buuxda u shaqaynaya ayaa dunida xukumi doona Manas Mukherjee oo ka tirsan Jaamacadda Qaranka ee Singapore iyo baadhaha maamulaha ee Xarunta Qaranka ee Tignoolajiyada Quantum ayaa dhawaan ku sheegay wareysi. Tartanka u dhexeeya shirkadaha tignoolajiyada ugu weyn iyo shaybaadhka cilmi-baarista ayaa hadda diiradda saaraya waxa loogu yeero sareynta tirada, barta uu kumbiyuutarka quantumku ku samayn karo xisaabinta ka baxsan wax kasta oo kombuyuutarrada casriga ah ee ugu casrisan ay bixin karaan.

Tusaalooyinka kor ku xusan ee guulaha Google, IBM iyo Intel waxay muujinayaan in shirkadaha Maraykanka (iyo markaa gobolka) ay ku badan yihiin aaggan. Si kastaba ha ahaatee, dhawaanahan, si kastaba ha ahaatee, Alibaba Cloud ee Shiinaha ayaa sii daayay 11-qubit processor-ku salaysan kombuyuutar xisaabinta daruuraha kaas oo u oggolaanaya saynisyahannada inay tijaabiyaan algorithms-ka cusub. Tani waxay ka dhigan tahay in Shiinaha oo ku yaala goobta xisaabinta quantum-ka sidoo kale uusan daboolin isteroberi dambas.

Si kastaba ha ahaatee, dadaallada lagu abuurayo kombuyuutarrada sare ee quantum-ka kaliya maaha kuwo xamaasad u leh fursadaha cusub, laakiin sidoo kale waxay keenaan muran.

Dhowr bilood ka hor, intii lagu guda jiray Shirka Caalamiga ah ee Tiknoolajiyada Quantum ee Moscow, Alexander Lvovsky (7) oo ka socda Xarunta Quantum ee Ruushka, oo sidoo kale ah borofisar cilmiga fiisigiska ka ah Jaamacadda Calgary ee Kanada, ayaa sheegay in kumbuyuutarrada quantum-ka. qalab wax dumiyaiyada oo aan la abuurin.

7. Professor Alexander Lvovsky

muxuu ula jeeday? Marka hore, amniga dhijitaalka ah. Hadda, dhammaan macluumaadka dhijitaalka ah ee xasaasiga ah ee lagu gudbiyo intarneedka waa la sir si loo ilaaliyo sirta dadka xiisaynaya. Waxaan horay u aragnay kiisas ay jabsadayaashu ay faragelin karaan xogtan iyagoo jebiya sirta.

Sida laga soo xigtay Lvov, muuqaalka kumbuyuutarka quantum wuxuu u fududeynayaa oo kaliya dambiilayaasha internetka. Ma jiro qalab sir ah oo maanta la yaqaan oo iska ilaalin kara awoodda farsamaynta kombuyuutarka dhabta ah.

Diiwaanada caafimaadka, macluumaadka maaliyadeed, iyo xitaa sirta dawladaha iyo ururada milatariga ayaa laga heli karaa digsi, taas oo macnaheedu yahay, sida Lvovsky uu xusay, in tignoolajiyada cusubi ay khatar gelin karto nidaamka adduunka oo dhan. Khubarada kale waxay aaminsan yihiin in cabsida Ruushku ay tahay mid aan sal lahayn, tan iyo abuuritaanka supercomputer dhabta ah ee dhabta ah ayaa sidoo kale ogolaan doona. in la bilaabo quantum cryptography, waxaa loo arkaa mid aan la dumin karin.

Hab kale

Marka lagu daro teknoolojiyadda kumbuyuutarka ee dhaqameed iyo horumarinta nidaamyada tirada, xarumo kala duwan ayaa ka shaqeynaya habab kale oo lagu dhisayo kombuyuutarrada mustaqbalka.

Wakaaladda Maraykanka ee DARPA waxay maalgelisaa lix xarumood oo loogu talagalay xallinta naqshadaynta kombuyuutarrada kale. Nashqada dhismaha ee loo isticmaalo mishiinada casriga ah ayaa caadiyan loo yaqaan von Neumann architectureOh, wuxuu hore u ahaa toddobaatan jir. Taageerada ururka difaaca ee cilmi-baarayaasha jaamacadda ujeedadiisu tahay in la horumariyo hab ka caqli badan si ay u maareeyaan xaddi badan oo xog ah si ka badan sidii hore.

Xiritaanka iyo xisaabinta isbarbar-dhigga Waa kuwan tusaalayaal hababka cusub ee ay kooxahani ku shaqaynayaan. Mid kale ADA (), taas oo sahlaysa in la horumariyo codsiyada iyada oo loo beddelayo qaybaha CPU iyo xusuusta leh modules hal kulan, halkii ay ka qaban lahaayeen arrimaha xiriirkooda Motherboard-ka.

Sannadkii hore, koox cilmi-baarayaal ah oo ka socda UK iyo Ruushka ayaa si guul leh u muujiyay nooca "Boodhka Sixirka"kuwaas oo ay ka kooban yihiin nuur iyo arrin - ugu dambeyntii ka sarreeya "waxqabadka" xitaa kombuyuutarrada ugu awoodda badan.

Saynis yahano ka socday jaamacadaha Ingriiska ee Cambridge, Southampton iyo Cardiff iyo machadka Skolkovo ee Ruushka ayaa isticmaalay qaybaha quantum ee loo yaqaan. polaritonskaas oo lagu qeexi karo wax u dhexeeya iftiinka iyo maadada. Tani waa hab ku cusub xisaabinta kombayutarka. Sida laga soo xigtay saynisyahano, waxay samayn kartaa aasaaska nooc cusub oo kombuyuutar ah oo awood u leh inuu xalliyo su'aalaha hadda aan la xallin karin - dhinacyo kala duwan, sida bayoolajiga, maaliyadda iyo safarka hawada. Natiijooyinka daraasadda ayaa lagu daabacay joornaalka Qalabka Dabiiciga ah.

Xusuusnow in kombuyuutarrada sare ee maanta ay xamili karaan oo keliya qayb yar oo ka mid ah dhibaatooyinka. Xataa kombuyuutar qiyaaseed mala awaal ah, haddii ugu dambeyntii la dhiso, wuxuu sida ugu fiican ku siin doonaa xawaare afar geesle ah oo lagu xallinayo dhibaatooyinka ugu adag. Dhanka kale, polaritons-yada abuura "boodhka cirfiidka" waxaa abuuray iyaga oo dhaqaajiya lakabyada gallium, arsenic, indium iyo aluminium aluminium oo leh alwaaxyo layser ah.

Elektaroonada ku jira lakabyadan ayaa nuuga oo sii daaya iftiin midab gaar ah leh. Polaritons ayaa toban kun jeer ka fudud elektaroonnada waxayna gaari karaan cufnaan ku filan si ay u dhaliyaan xaalad cusub oo walxo loo yaqaan. Bose-Einstein kondensate (sideed). Wajiyada quantum-ka ee polaritons-ka ku dhex jira waa la is waafajiyay oo waxay sameeyaan hal shay oo quantum ah, kaas oo lagu ogaan karo cabbirada sawir-qaadista.

8. Shirqoolkii muujinaya kondensate Bose-Einstein

Waxay soo baxday in gobolkan gaarka ah, kondensate polariton uu xallin karo dhibaatada hagaajinta ee aan soo sheegnay markii la qeexayo kombuyuutarrada quantum si aad uga waxtar badan soo-saareyaasha qubit-ku-saleysan. Qorayaasha daraasadaha British-Ruushka waxay muujiyeen in sida polaritons-ku isku urursan yihiin, wejiyadooda tirada waxaa loo habeeyey qaabayn u dhiganta ugu yaraan dhammaystiran ee hawl adag.

"Waxaan ku jirnaa bilowga sahminta suurtagalnimada shirqoollada polariton ee lagu xallinayo dhibaatooyinka adag," ayuu qoray qoraaga Nature Materials Prof. Pavlos Lagoudakis, Madaxa Shaybaadhka Sawir-qaadista ee Hybrid Photonics ee Jaamacadda Southampton. "Hadda waxaan qalabkayaga ku cabbiraynaa boqollaal noodood annagoo tijaabinnayna awoodda wax-soo-saarka ee hoose."

Tijaabooyinkan ka imanaya adduunka ee wejiyada quantum-ka ee khafiifka ah ee iftiinka iyo walxaha, xitaa soo-saareyaasha quantumku waxay u muuqdaan wax adag oo si adag ugu xidhan xaqiiqada. Sida aad arki karto, saynisyahannadu kaliya maaha inay ka shaqeeyaan supercomputer-ka berrito iyo mishiinnada maalinta ka dambaysa, laakiin waxay durba qorsheynayaan waxa dhici doona berrito ka dib.

Halkaa marka ay marayso gaaritaanka xasaradaha waxay noqon doontaa caqabad aad u adag, markaas waxaad ka fikiri doontaa dhacdooyinka soo socda ee miisaanka flop (9). Sida aad qiyaasi lahayd, kaliya ku darista processor-rada iyo xusuusta taas kuma filna. Haddii saynisyahannada la rumaysan yahay, helitaanka awoodda xisaabinta ee xoogga badan waxay noo oggolaanaysaa inaan xallinno dhibaatooyinka megarobles ee nala yaqaan, sida kala saarista kansarka ama falanqaynta xogta xiddigiska.

9. Mustaqbalka supercomputing

Isku dhig su'aasha iyo jawaabta

Maxaa ku xiga?

Hagaag, marka laga hadlayo kombuyuutarrada quantum-ka, su'aalaha ayaa soo baxaya waxa loo isticmaali karo. Marka loo eego maahmaahdii hore, kombuyuutarku waxay xalliyaan mashaakilaadka aan jiri lahayn la'aantood. Markaa waxay u badan tahay inaynu marka hore dhisno mishiinnadan mustaqbalka ee mustaqbalka. Markaas dhibaatooyin ayaa kaligood soo bixi doona.

Meelahee ayaa kombuyuutarrada quantumku faa'iido u yeelan karaan?

Sirdoonka macmal ah. AI () waxay ku shaqeysaa mabda'a wax-barashada iyadoo loo marayo waayo-aragnimada, taas oo noqonaysa mid aad iyo aad u sax ah marka jawaab-celinta la helo iyo ilaa barnaamijka kombuyuutarku noqdo "xariif". Jawaab-celinta waxay ku salaysan tahay xisaabinta ixtimaalka dhowr ikhtiyaar oo suurtagal ah. Waxaynu hore u ognahay in Lockheed Martin, tusaale ahaan, uu qorshaynayo inuu isticmaalo kombayuutarkiisa D-Wave quantum si uu u tijaabiyo software autopilot ah oo wakhtigan aad ugu adag kombayutarada qadiimiga ah, Google-na waxa ay adeegsanaysaa kumbiyuutarka quantum si ay u samayso software kala saari kara baabuurta iyo calaamadaha.

Qaabaynta molecular. Waad ku mahadsan tahay kombuyuutarrada quantum-ka, waxay suurtogal noqon doontaa in si sax ah loo qaabeeyo isdhexgalka molecular, iyadoo la raadinayo qaabeynta ugu habboon ee falcelinta kiimikada. Kiimikada Quantum waa mid aad u adag oo kombuyuutarrada casriga ah ee dhijitaalka ah waxay falanqeyn karaan oo keliya unugyada ugu fudud. Falcelinta kiimikaad waa quantum dabeecad ahaan sababtoo ah waxay abuuraan dawlado tiro badan oo isku xidhan oo is dul saaran, sidaa awgeed kombayutarada quantum-ka oo si buuxda u horumaray waxay si fudud u qiimayn karaan xataa hababka ugu adag. Google ayaa horeba horumar uga samaysay aaggan - waxay qaabeeyeen molecule hydrogen-ka. Natiijadu waxay noqon doontaa wax soo saar waxtar leh, laga bilaabo muraayadaha qorraxda ilaa dawooyinka.

Cryptography. Nidaamyada ammaanku maanta waxay ku tiirsan yihiin jiilka aasaasiga ah oo hufan. Tan waxaa lagu gaari karaa kombuyuutarrada dhijitaalka ah iyadoo la eegayo arrin kasta oo suurtagal ah, laakiin wakhtiga badan ee loo baahan yahay in sidaas la sameeyo ayaa ka dhigaya "jabinta code" mid qaali ah oo aan macquul ahayn. Dhanka kale, kombuyuutarrada quantum-ka ayaa tan u samayn kara si xad dhaaf ah, si ka tayo badan marka loo eego mishiinnada dhijitaalka ah, taasoo la macno ah in hababka ammaanku ee maanta ay dhowaan noqon doonaan kuwo duugoobay. Waxa kale oo jira habab sireed quantum oo rajo leh oo la soo saaray si looga faa'iidaysto dabeecadda aan jiho lahayn ee isku-xidhka quantum-ka. Shabakadaha magaalada oo dhan ayaa horey loogu soo bandhigay dalal dhowr ah, saynisyahano Shiinees ah ayaa dhowaan ku dhawaaqay inay si guul leh u soo dirayaan sawiro isku xiran oo laga soo qaaday dayax-gacmeedka "quantum" oo wareegaya saddex saldhig oo kala duwan oo dib loogu soo celinayo Dunida.

qaabaynta maaliyadeed. Suuqyada casriga ah waxay ka mid yihiin nidaamyada ugu adag ee jira. Inkasta oo qalabka sayniska iyo xisaabta ee sharraxaaddooda iyo xakameyntooda la sameeyay, waxtarka waxqabadyadan oo kale ayaa weli ah mid aan ku filneyn sababtoo ah farqiga aasaasiga ah ee u dhexeeya qaybaha sayniska: ma jiro deegaan la xakameynayo oo tijaabooyin lagu samayn karo. Si loo xalliyo dhibaatadan, maalgashadayaasha iyo falanqeeyayaasha waxay u jeesteen xisaabinta quantum. Mid ka mid ah faa'iidooyinka degdega ah ayaa ah in random-ka ku jira kombayutarada quantum ay la socdaan dabeecadda kaydka ah ee suuqyada maaliyadeed. Maalgashadayaashu waxay inta badan rabaan inay qiimeeyaan qaybinta natiijooyinka tiro aad u badan oo ah xaalado si aan kala sooc lahayn loo soo saaray.

Saadaasha cimilada Madaxa dhaqaalaha ee NOAA Rodney F. Weiher ayaa sheeganaya in ku dhawaad ​​30% ee US GDP ($6 trillion) ay si toos ah ama si dadban ugu tiirsan yihiin cimilada. wax soo saarka cuntada, gaadiidka iyo tafaariiqda. Sidaa darteed, awoodda si loo sii saadaaliyo aura waxay noqon doontaa mid aad u faa'iido leh meelo badan, iyada oo aan la xusin waqtiga dheer ee loo qoondeeyay ilaalinta masiibada dabiiciga ah. Garabka saadaasha hawada qaranka UK, Met Office, ayaa durba bilaabay inay maal-gashadaan hal-abuurkan oo kale si ay u daboolaan baahiyaha awoodda iyo baaxadda leh ee ay u baahan tahay inay wax ka qabato wixii ka dambeeya 2020, waxayna daabacday warbixin ay kaga hadlayso baahideeda xisaabeed ee ka sii daraysa.

Qaybta Fiisigiska. Moodooyinka fiisigiska qayb adag ayaa badanaa ah kuwo aad u adag, xalal qalafsan oo u baahan waqti badan oo xisaabinta ee jilitaanka tirooyinka. Tani waxay ka dhigaysaa inay ku habboon yihiin xisaabinta quantum-ka, saynisyahannadu waxay horeba uga faa'iidaysteen tan. Cilmi-baarayaasha Jaamacadda Innsbruck iyo Machadka Quantum Optics iyo Macluumaadka Quantum-ka (IQOQI) ayaa dhawaan adeegsadey nidaam tiro-barnaamij ah si ay u sameeyaan jilitaankan. Sida laga soo xigtay daabacaadda dabeecadda, kooxdu waxay adeegsatay nooc fudud oo kombuyuutar quantum ah kaas oo ions ay sameeyeen hawlgallo macquul ah, tallaabooyinka aasaasiga ah ee xisaabinta kombuyuutar kasta. Jilitaanka ayaa muujiyay heshiis dhammaystiran oo lala yeeshay tijaabooyinka dhabta ah ee fiisigiska la sharraxay. ayuu yidhi physicist physicist Peter Zoller. -