Cakrawala ti baheula - sareng saluareun ...

Di hiji sisi, aranjeunna kedah ngabantosan urang ngelehkeun kanker, ngaramalkeun cuaca sacara akurat, sareng ngawasa fusi nuklir. Di sisi anu sanés, aya kasieun yén aranjeunna bakal nyababkeun karusakan global atanapi memperbudak umat manusa. Di momen, kumaha oge, monster komputasi masih teu bisa ngalakukeun alus hébat sarta jahat universal dina waktos anu sareng.

Dina 60s, komputer pang éfisiénna miboga kakuatan megaflops (jutaan operasi floating point per detik). Komputer munggaran kalayan kakuatan ngolah luhur 1 GFLOPS (gigaflops) éta Cray 2, dihasilkeun ku Cray Research di 1985. Modél munggaran kalayan kakuatan ngolah di luhur 1 TFLOPS (teraflops) éta ASCI Beureum, dijieun ku Intel taun 1997. Kakuatan 1 PFLOPS (petaflops) ngahontal Tukang jalan, dirilis ku IBM taun 2008.

Catetan kakuatan komputasi ayeuna milik Sunway TaihuLight Cina sareng 9 PFLOPS.

Sanajan, anjeun tiasa ningali, mesin pangkuatna teu acan ngahontal ratusan petaflops, beuki loba sistem exascalenu kakuatan kudu dibawa kana rekening exaflopsach (EFLOPS), nyaéta. ngeunaan leuwih ti 1018 operasi per detik. Nanging, desain sapertos kitu masih ngan ukur dina tahap proyék-proyék anu béda-béda tingkat kecanggihan.

Pangurangan (, operasi floating point per detik) mangrupakeun unit daya komputasi dipaké utamana dina aplikasi ilmiah. Éta langkung serbaguna tibatan blok MIPS anu dianggo sateuacana, anu hartosna jumlah paréntah prosesor per detik. A flop sanes hiji SI, tapi bisa diinterpretasi salaku unit 1/s.

Anjeun peryogi exascale pikeun kanker

Hiji exaflops, atawa sarébu petaflops, leuwih ti sakabeh luhureun XNUMX supercomputers digabungkeun. Élmuwan miharep yén generasi anyar mesin kalawan kakuatan sapertos bakal mawa breakthroughs dina sagala rupa widang.

Kakuatan komputasi Exascale digabungkeun sareng téknologi pembelajaran mesin anu maju gancang kedah ngabantosan, contona, tungtungna. rengat kode kanker. Jumlah data anu kedah gaduh dokter pikeun ngadiagnosis sareng ngubaran kanker ageung pisan sahingga sesah komputer biasa pikeun ngatasi tugas éta. Dina ulikan biopsy tumor tunggal anu khas, langkung ti 8 juta pangukuran dilaksanakeun, dimana dokter nganalisis paripolah tumor, résponna kana pengobatan farmakologis, sareng pangaruh kana awak pasien. Ieu sagara nyata data.

ceuk Rick Stevens ti Departemen AS énergi (DOE) Argonne Laboratorium. -

Ngagabungkeun panalungtikan médis sareng kakuatan komputasi, para ilmuwan nuju damel CANDLE sistem jaringan saraf (). Ieu ngamungkinkeun anjeun pikeun ngaduga sareng ngembangkeun rencana perawatan anu cocog sareng kabutuhan individu unggal pasien. Ieu bakal ngabantosan para ilmuwan ngartos dasar molekular tina interaksi protéin konci, ngembangkeun modél réspon ubar duga, sareng nyarankeun strategi perawatan anu optimal. Argonne percaya yén sistem exascale bakal tiasa ngajalankeun aplikasi CANDLE 50 dugi ka 100 kali langkung gancang tibatan mesin super pangkuatna anu dikenal ayeuna.

Ku alatan éta, urang ngarepkeun penampilan superkomputer exascale. Sanajan kitu, versi munggaran moal merta muncul di AS. Tangtosna, AS dina lomba pikeun nyieun aranjeunna, sarta pamaréntah lokal dina proyék katelah Parakan cooperates kalawan AMD, IBM, Intel sarta Nvidia, narékahan pikeun meunang payun ti pesaing asing. Nanging, ieu henteu diperkirakeun kajantenan sateuacan 2021. Samentara éta, dina Januari 2017, ahli Cina ngumumkeun kreasi hiji prototipe exascale. Modél anu fungsina sapinuhna tina unit komputasi ieu nyaéta − tianhe-3 - kumaha oge, teu mungkin yen eta bakal siap dina sababaraha taun ka hareup.

Cina nyekel pageuh

Kanyataan yén saprak 2013, kamajuan Cina topped daptar komputer pangkuatna di dunya. Anjeunna ngadominasi mangtaun-taun tianhe-2jeung ayeuna lontar milik nu disebutkeun Sunway TaihuLight. Hal ieu dipercaya yén dua mesin pangkuatna ieu di Karajaan Tengah jauh leuwih kuat batan sakabeh dua puluh hiji supercomputers di Departemen Énergi AS.

Élmuwan Amérika, tangtosna, hoyong meunangkeun deui posisi pamimpin anu dicekel lima taun ka pengker, sareng nuju damel dina sistem anu bakal ngamungkinkeun aranjeunna ngalakukeun ieu. Éta diwangun di Laboratorium Nasional Oak Ridge di Tennesse. KTT (2), supercomputer dijadwalkeun pikeun commissioning engké taun ieu. Ieu ngaleuwihan kakuatan Sunway TaihuLight. Éta bakal dianggo pikeun nguji sareng ngembangkeun bahan énggal anu langkung kuat sareng langkung hampang, pikeun nyonto interior Bumi nganggo gelombang akustik, sareng ngadukung proyék-proyék astrofisika anu nalungtik asal-usul jagat raya.

2. Rencana spasial tina superkomputer Summit

Dina Laboratorium Nasional Argonne anu disebatkeun, para ilmuwan enggal ngarencanakeun ngawangun alat anu langkung gancang. Dipikawanoh salaku A21Kinerja diperkirakeun ngahontal 200 petaflops.

Jepang ogé nyandak bagian dina lomba superkomputer. Sanajan geus rada overshadowed anyar-anyar ieu ku saingan AS-Cina, ieu nagara nu ngarencanakeun pikeun ngajalankeun. Sistim ABKI (), nawarkeun 130 petaflops kakuatan. Urang Jepang ngaharepkeun superkomputer sapertos kitu tiasa dianggo pikeun ngembangkeun AI (kecerdasan buatan) atanapi diajar jero.

Samentara éta, Parlemén Éropa nembé mutuskeun ngawangun superkomputer milyar euro. Monster komputasi ieu bakal ngamimitian padamelan na pikeun pusat panalungtikan buana urang dina péngkolan 2022 sareng 2023. mesin bakal diwangun dina proyék EuroGPCsarta konstruksi na bakal financed ku Amérika Anggota - jadi Polandia ogé bakal ilubiung dina proyék ieu. Kakuatan anu diprediksi biasana disebut "pre-exascale".

Sajauh, nurutkeun ranking 2017, tina lima ratus supercomputers panggancangna di dunya, Cina boga 202 mesin misalna (40%), bari America ngadalikeun 144 (29%).

Cina ogé ngagunakeun 35% tina kakuatan komputasi dunya dibandingkeun 30% di AS. Nagara-nagara salajengna anu paling seueur superkomputer dina daptar nyaéta Jepang (35 sistem), Jérman (20), Perancis (18) sareng Inggris (15). Perlu dicatet yén, henteu paduli nagara asal, sadaya lima ratus superkomputer anu paling kuat ngagunakeun vérsi Linux anu béda-béda ...

Aranjeunna ngarancang sorangan

Supercomputers parantos janten alat anu berharga pikeun ngadukung industri sains sareng téknologi. Éta ngamungkinkeun para panalungtik sareng insinyur ngadamel kamajuan anu ajeg (kadangkala malah kabisat ageung) di daérah sapertos biologi, ramalan cuaca sareng iklim, astrofisika, sareng senjata nuklir.

Sésana gumantung kana kakuatan maranéhanana. Dina dasawarsa ka hareup, panggunaan superkomputer tiasa sacara signifikan ngarobih kaayaan ékonomi, militér sareng geopolitik nagara-nagara anu ngagaduhan aksés kana infrastruktur canggih ieu.

Kamajuan dina widang ieu jadi gancang yén desain generasi anyar microprocessors geus jadi teuing hésé malah keur loba SDM. Ku sabab kitu, parangkat lunak komputer canggih sareng superkomputer beuki maénkeun peran utama dina pamekaran komputer, kalebet anu awalan "super".

3. superkomputer Jepang

Perusahaan farmasi enggal tiasa beroperasi pinuh berkat kakuatan komputasi ngolah sajumlah ageung génom manusa, sasatoan jeung tutuwuhan anu bakal mantuan nyieun ubar anyar jeung perlakuan pikeun sagala rupa panyakit.

Alesan sejen (sabenerna salah sahiji nu utama) naha pamaréntah anu investasi pisan dina ngembangkeun supercomputers. Kandaraan anu langkung efisien bakal ngabantosan pamimpin militér anu bakal datang pikeun ngembangkeun strategi tempur anu jelas dina kaayaan tempur naon waé, ngamungkinkeun pamekaran sistem senjata anu langkung efektif, sareng ngadukung lembaga penegak hukum sareng intelijen dina ngaidentipikasi poténsi ancaman sateuacanna.

Teu cukup kakuatan pikeun simulasi otak

Supercomputers anyar kedah ngabantu decipher superkomputer alam dipikawanoh ku urang keur lila - otak manusa.

Tim ilmuwan internasional nembé ngembangkeun algoritma anu ngagambarkeun léngkah énggal anu penting dina modél sambungan saraf otak. Anyar Algoritma NEST, Dijelaskeun dina kertas aksés kabuka diterbitkeun dina Frontiers di Neuroinformatics, diperkirakeun simulate 100 miliar neuron otak manusa interconnected on supercomputers. Élmuwan ti pusat panalungtikan Jülich Jerman, Universitas Élmu Kahirupan Norwegia, Universitas Aachen, Institut RIKEN Jepang sareng KTH Royal Institute of Technology di Stockholm aub dina padamelan éta.

Kusabab 2014, simulasi jaringan saraf skala ageung parantos dijalankeun dina superkomputer RIKEN sareng JUQUEEN di Jülich Supercomputing Center di Jerman, simulasi sambungan kira-kira 1% neuron dina otak manusa. Naha ngan ukur seueur? Tiasa superkomputer simulate sakabéh otak?

Susanne Kunkel ti perusahaan Swedia KTH ngajelaskeun.

Salila simulasi, poténsi aksi neuron (impuls listrik pondok) kudu dikirim ka kurang leuwih 100 urang. komputer leutik disebut titik, unggal dilengkepan sajumlah prosesor anu ngalakukeun itungan sabenerna. Unggal titik mariksa mana tina impuls ieu aya hubunganana sareng neuron virtual anu aya dina titik ieu.

4. Modeling sambungan otak neuron, i.e. kami ngan di awal perjalanan (1%)

Jelas, jumlah mémori komputer anu dibutuhkeun ku prosesor pikeun bit tambahan ieu per neuron ningkat kalayan ukuran jaringan saraf. Pikeun leuwih ti 1% simulasi sakabéh otak manusa (4) bakal merlukeun XNUMX kali leuwih memori ti anu sayogi dina sadaya superkomputer ayeuna. Ku alatan éta, éta bakal mungkin ngobrol ngeunaan meunangkeun simulasi sakabeh otak ngan dina konteks supercomputers exascale hareup. Ieu dimana algoritma NEST generasi saterusna kedah dianggo.

TOP-5 superkomputer dunya

1. Sanway TaihuLight - Superkomputer 93 PFLOPS diluncurkeun dina 2016 di Wuxi, Cina. Saprak Juni 2016, éta parantos top kana daptar superkomputer TOP500 kalayan kakuatan komputasi pangluhurna di dunya.

2. Tianhe-2 (Bima Sakti-2) mangrupa superkomputer kalawan kakuatan komputasi 33,86 PFLOPS diwangun ku NUDT () di Cina. Ti Juni 2013

nepi ka Juni 2016, éta superkomputer panggancangna di dunya.

3. Pease Dynt - desain dikembangkeun ku Cray, dipasang di Swiss National Supercomputing Center (). Ieu nembe ditingkatkeun - akselerator Nvidia Tesla K20X diganti ku nu anyar, Tesla P100, nu ngamungkinkeun pikeun ngaronjatkeun daya komputasi tina 2017 nepi ka 9,8 PFLOPS dina usum panas 19,6.

4. Gyokou nyaéta superkomputer anu dikembangkeun ku ExaScaler sareng PEZY Computing. Tempatna di Badan Jepang pikeun Élmu sareng Téknologi Kelautan (JAMSTEC) tina Yokohama Institute of Geosciences; di lantai sarua salaku simulator Bumi. kakuatan: 19,14 PFLOPs.

5. titanium mangrupa superkomputer 17,59 PFLOPS dijieun ku Cray Inc. sareng diluncurkeun dina Oktober 2012 di Laboratorium Nasional Oak Ridge di Amérika Serikat. Ti Nopémber 2012 nepi ka Juni 2013, Titan nyaéta superkomputer panggancangna di dunya. Ayeuna aya di tempat kalima, tapi masih mangrupa superkomputer panggancangna di AS.

Éta ogé bersaing pikeun kaunggulan dina kuantum

IBM percaya yén dina lima taun ka hareup, moal supercomputers dumasar kana chip silikon tradisional, tapi bakal ngamimitian siaran. Industri nembé mimiti ngartos kumaha komputer kuantum tiasa dianggo, numutkeun panaliti perusahaan. Insinyur diperkirakeun mendakan aplikasi utama anu munggaran pikeun mesin ieu ngan ukur lima taun.

Komputer kuantum ngagunakeun unit komputasi anu disebut kubitem. Semikonduktor biasa ngagambarkeun informasi dina bentuk runtuyan 1 jeung 0, sedengkeun qubit némbongkeun sipat kuantum sarta sakaligus bisa ngalakukeun itungan salaku 1 jeung 0. Ieu ngandung harti yén dua qubits sakaligus bisa ngagambarkeun runtuyan 1-0, 1-1, 0-1. . ., 0-0. Kakuatan komputasi tumuwuh sacara éksponénsial kalayan unggal qubit, ku kituna sacara téoritis komputer kuantum anu ngan ukur 50 qubit tiasa gaduh kakuatan pangolahan anu langkung ageung tibatan superkomputer anu paling kuat di dunya.

D-Wave Systems parantos ngajual komputer kuantum, dimana aya 2. qubits. Sanajan kitu Salinan D-Wave(5) anu debatable. Sanajan sababaraha panalungtik geus nempatkeun aranjeunna pikeun pamakéan alus, aranjeunna tetep teu outperformed komputer klasik sarta ngan mangpaat pikeun kelas tangtu masalah optimasi.

5. Komputer kuantum D-Wave

Sababaraha bulan kapengker, Google Quantum AI Lab nunjukkeun prosesor kuantum 72-qubit énggal anu disebut congcot bulu (6). Bisa geura-giru ngahontal "supremasi kuantum" ku ngaleuwihan hiji superkomputer klasik, sahenteuna lamun datang ka ngarengsekeun sababaraha masalah. Nalika prosésor kuantum nunjukkeun tingkat kasalahan anu cukup rendah dina operasi, éta tiasa langkung éfisién tibatan superkomputer klasik anu ngagaduhan tugas IT anu jelas.

6. Bristlecone 72 processor kuantum qubit

Salajengna dina garis nyaéta prosésor Google, sabab dina Januari, contona, Intel ngumumkeun sistem kuantum 49-qubit sorangan, sareng sateuacana IBM ngenalkeun versi 50-qubit. chip intel, Panjang, éta inovatif dina cara séjén ogé. Ieu mangrupikeun sirkuit terpadu "neuromorphic" munggaran anu dirancang pikeun meniru kumaha otak manusa diajar sareng ngartos. Éta "fungsina pinuh" sareng bakal sayogi pikeun mitra panalungtikan engké taun ieu.

Sanajan kitu, ieu téh ngan awal, sabab pikeun bisa nungkulan monster silikon, Anjeun kudu z jutaan qubit. Sakelompok élmuwan di Universitas Téknis Walanda di Delft ngaharepkeun yén cara pikeun ngahontal skala sapertos nyaéta ngagunakeun silikon dina komputer kuantum, sabab anggotana parantos mendakan solusi kumaha ngagunakeun silikon pikeun nyiptakeun prosesor kuantum anu tiasa diprogram.

Dina ulikan maranéhanana, diterbitkeun dina jurnal Alam, tim Walanda ngadalikeun rotasi éléktron tunggal ngagunakeun énergi gelombang mikro. Dina silikon, éléktron bakal muter luhur jeung ka handap dina waktos anu sareng, éféktif nahan eta dina tempatna. Saatos éta kahontal, tim ngahubungkeun dua éléktron babarengan sareng diprogram pikeun ngajalankeun algoritma kuantum.

Ieu mungkin pikeun nyieun dina dasar silikon processor kuantum dua-bit.

Dr Tom Watson, salah sahiji panulis pangajaran, ngajelaskeun ka BBC. Upami Watson sareng timnya tiasa ngahijikeun langkung seueur éléktron, éta tiasa nyababkeun pemberontakan. prosesor qubitieu bakal mawa urang hiji hambalan ngadeukeutan ka komputer kuantum tina mangsa nu bakal datang.

- Saha waé anu ngawangun komputer kuantum anu fungsina pinuh bakal maréntah dunya Manas Mukherjee ti Universitas Nasional Singapura sareng investigator poko di Pusat Nasional Téknologi Kuantum nembé nyarios dina wawancara. Perlombaan antara perusahaan téknologi panggedéna sareng laboratorium panalungtikan ayeuna fokus kana anu disebut supremasi kuantum, titik di mana komputer kuantum bisa ngalakukeun itungan saluareun naon komputer modern paling canggih bisa nawiskeun.

Conto di luhur ngeunaan prestasi Google, IBM jeung Intel nunjukkeun yén pausahaan ti Amérika Serikat (jeung ku kituna nagara) ngadominasi di wewengkon ieu. Nanging, Alibaba Cloud China nembé ngaluarkeun platform komputasi awan dumasar kana prosésor 11-qubit anu ngamungkinkeun para ilmuwan nguji algoritma kuantum énggal. Ieu ngandung harti yén Cina dina widang blok komputasi kuantum ogé henteu nutupan pir kalawan lebu.

Sanajan kitu, usaha pikeun nyieun superkomputer kuantum henteu ngan sumanget ngeunaan kemungkinan anyar, tapi ogé ngabalukarkeun kontrovérsi.

Sababaraha bulan ka tukang, salila Konferensi Internasional on Quantum Technologies di Moscow, Alexander Lvovsky (7) ti Rusia Quantum Center, anu ogé profesor fisika di Universitas Calgary di Kanada, ngomong yén komputer kuantum. alat karuksakantanpa nyiptakeun.

7. Professor Alexander Lvovsky

Naon maksudna? Anu mimiti, kaamanan digital. Ayeuna, sadaya inpormasi digital sénsitip anu dikirimkeun dina Internét énkripsi pikeun ngajagaan privasi pihak anu kabetot. Kami parantos ningali kasus dimana peretas tiasa nyegat data ieu ku cara ngarobih enkripsi.

Numutkeun Lvov, penampilan komputer kuantum ngan bakal ngagampangkeun pikeun cybercriminals. Taya alat enkripsi dipikawanoh kiwari bisa ngajaga diri tina kakuatan processing komputer kuantum nyata.

Rékaman médis, inpormasi kauangan, sareng bahkan rahasia pamaréntahan sareng organisasi militér bakal sayogi dina pan, anu hartosna, sakumaha catetan Lvovsky, yén téknologi anyar tiasa ngancem tatanan dunya. Ahli sanésna yakin yén kasieun Rusia henteu aya dasarna, sabab nyiptakeun superkomputer kuantum nyata ogé bakal ngamungkinkeun ngamimitian kriptografi kuantum, dianggap indestructible.

pendekatan sejen

Salian téknologi komputer tradisional sareng pamekaran sistem kuantum, sagala rupa pusat ngusahakeun metodeu sanés pikeun ngawangun superkomputer masa depan.

Badan Amérika DARPA dana genep pusat pikeun solusi desain komputer alternatif. Arsitéktur dipaké dina mesin modern disebut conventionally arsitéktur von NeumannAh, umurna tos tujuh puluh taun. Pangrojong organisasi pertahanan pikeun peneliti universitas tujuanana pikeun ngembangkeun pendekatan anu langkung pinter pikeun nanganan data anu ageung ti kantos.

Buffering sareng komputasi paralel Ieu sababaraha conto metode anyar anu dianggo ku tim ieu. Lian ADA (), nu matak ngamudahkeun pikeun ngamekarkeun aplikasi ku ngarobah CPU jeung mémori komponén kalawan modul kana hiji assembly, tinimbang nungkulan masalah sambungan maranéhanana dina motherboard nu.

Taun ka tukang, tim peneliti ti Inggris sareng Rusia suksés nunjukkeun yén jinis éta "Debu Ajaib"nu sipatna diwangun cahaya jeung zat - pamustunganana punjul dina "kinerja" komo supercomputers pangkuatna.

Élmuwan ti universitas Inggris Cambridge, Southampton sareng Cardiff sareng Institut Skolkovo Rusia nganggo partikel kuantum anu katelah polaritonnu bisa dihartikeun hiji hal antara cahaya jeung zat. Ieu pendekatan lengkep anyar pikeun komputasi komputer. Numutkeun para ilmuwan, éta tiasa janten dasar tina jinis komputer énggal anu tiasa ngarengsekeun patarosan anu teu tiasa direngsekeun - dina sagala rupa widang, sapertos biologi, keuangan sareng perjalanan ruang angkasa. Hasil ulikan diterbitkeun dina jurnal Nature Materials.

Émut yén superkomputer ayeuna ngan ukur tiasa ngadamel sabagian leutik tina masalah. Malah komputer kuantum hypothetical, lamun tungtungna diwangun, bakal di pangalusna nyadiakeun speedup kuadrat pikeun ngarengsekeun masalah paling pajeulit. Samentara éta, polariton anu nyiptakeun "debu peri" diciptakeun ku cara ngaktipkeun lapisan atom gallium, arsén, indium sareng aluminium kalayan sinar laser.

Éléktron dina lapisan ieu nyerep sareng ngaluarkeun cahaya tina warna anu tangtu. Polariton sapuluh rébu kali langkung hampang tibatan éléktron sareng tiasa ngahontal dénsitas anu cekap pikeun nimbulkeun kaayaan zat énggal anu katelah. Bose-Einstein kondensat (dalapan). Fase kuantum polariton di jerona disingkronkeun sareng ngabentuk obyék kuantum makroskopis tunggal, anu tiasa dideteksi ku pangukuran photoluminescence.

8. Plot némbongkeun kondensat Bose-Einstein

Tétéla dina kaayaan khusus ieu, kondensat polariton tiasa ngarengsekeun masalah optimasi anu kami sebutkeun nalika ngajelaskeun komputer kuantum langkung éfisién tibatan prosesor dumasar-qubit. Panulis studi Inggris-Rusia nunjukkeun yén nalika polariton ngembun, fase kuantumna disusun dina konfigurasi anu cocog sareng minimum mutlak fungsi kompleks.

"Kami dina awal ngajalajah poténsi plot polariton pikeun ngarengsekeun masalah anu rumit," nyerat ko-panulis Nature Materials Prof. Pavlos Lagoudakis, Kapala Laboratorium Hybrid Photonics di Universitas Southampton. "Kami ayeuna nuju skala alat kami ka ratusan titik nalika nguji kakuatan pamrosésan dasarna."

Dina percobaan ieu ti dunya fase kuantum halus cahaya jeung materi, malah prosesor kuantum sigana hal kagok tur pageuh disambungkeun jeung kanyataan. Sakumaha anjeun tiasa tingali, para ilmuwan henteu ngan ukur damel dina superkomputer énjing sareng mesin énjing, tapi aranjeunna parantos ngarencanakeun naon anu bakal kajadian énjing.

Dina titik ieu ngahontal exascale bakal rada tangtangan, mangka anjeun bakal mikir ngeunaan milestones salajengna dina skala flop (9). Sakumaha anjeun tiasa duga, ngan ukur nambihan prosesor sareng mémori kana éta henteu cekap. Upami para ilmuwan dipercaya, ngahontal kakuatan komputasi anu kuat sapertos kitu bakal ngamungkinkeun urang pikeun ngarengsekeun megaproblem anu dipikanyaho ku urang, sapertos deciphering kanker atanapi nganalisa data astronomi.

9. Masa depan supercomputing

Cocogkeun patarosan sareng jawaban

Naon saterusna?

Nya, dina kasus komputer kuantum, patarosan timbul ngeunaan naon anu kedah dianggo. Numutkeun pepatah kuno, komputer ngabéréskeun masalah anu moal aya tanpa aranjeunna. Janten urang sigana kedah ngawangun supermachines futuristik ieu heula. Lajeng masalah bakal timbul ku sorangan.

Di daérah naon komputer kuantum tiasa mangpaat?

Kacerdasan buatan. AI () dianggo dina prinsip diajar ngaliwatan pangalaman, nu jadi beuki loba akurat sakumaha eupan balik ditampi tur nepi ka program komputer jadi "pinter". Eupan balik dumasar kana itungan probabiliti tina sababaraha pilihan mungkin. Kami parantos terang yén Lockheed Martin, contona, ngarencanakeun ngagunakeun komputer kuantum D-Wave na pikeun nguji parangkat lunak autopilot anu ayeuna rumit teuing pikeun komputer klasik, sareng Google nganggo komputer kuantum pikeun ngembangkeun parangkat lunak anu tiasa ngabédakeun mobil sareng landmark. .

Modeling molekular. Hatur nuhun kana komputer kuantum, bakal mungkin mun akurat model interaksi molekular, pilari konfigurasi optimal pikeun réaksi kimiawi. Kimia kuantum rumit pisan sahingga komputer digital modern ngan ukur tiasa nganalisis molekul pangbasajanna. Réaksi kimiawi sifatna kuantum sabab nyiptakeun kaayaan kuantum anu kacida kabeungkeutna anu silih tumpang tindih, jadi komputer kuantum anu dimekarkeun pinuh bisa kalayan gampang ngévaluasi prosés anu paling kompleks. Google geus boga kamajuan di wewengkon ieu - aranjeunna geus dimodelkeun molekul hidrogén. Hasilna bakal janten produk anu langkung efisien, tina panél surya dugi ka obat-obatan.

Kriptografi. Sistem kaamanan kiwari gumantung kana generasi primér efisien. Ieu bisa dihontal ku komputer digital ku nempo unggal faktor mungkin, tapi jumlah sheer waktu diperlukeun pikeun ngalakukeunana ngajadikeun "kode megatkeun" ongkosna mahal tur praktis. Samentara éta, komputer kuantum tiasa ngalakukeun ieu sacara éksponénsial, langkung éfisién tibatan mesin digital, hartosna metode kaamanan ayeuna bakal lami-lami leungit. Aya ogé metode enkripsi kuantum anu ngajangjikeun anu dikembangkeun pikeun ngamangpaatkeun sifat unidirectional tina entanglement kuantum. Jaringan di sakuliah kota parantos ditingalikeun di sababaraha nagara, sareng para ilmuwan Cina nembé ngumumkeun yén aranjeunna suksés ngirim foton anu kabeungkeut tina satelit "kuantum" anu ngorbit ka tilu stasiun pangkalan anu misah deui ka Bumi.

Modeling kauangan. Pasar modéren mangrupikeun sistem anu paling kompleks anu aya. Sanaos alat ilmiah sareng matematika pikeun déskripsi sareng kontrolna parantos dikembangkeun, éféktivitas kagiatan sapertos kitu masih sakitu legana henteu cekap kusabab bédana dasar antara disiplin ilmiah: teu aya lingkungan anu dikontrol dimana percobaan tiasa dilaksanakeun. Pikeun ngajawab masalah ieu, investor jeung analis geus balik ka komputasi kuantum. Hiji kaunggulan langsung nyaéta yén randomness alamiah dina komputer kuantum konsisten jeung sipat stokastik pasar finansial. Investor sering hoyong ngevaluasi distribusi hasil dina sajumlah ageung skenario anu dihasilkeun sacara acak.

ramalan cuaca. Kapala Ékonom NOAA Rodney F. Weiher nyatakeun yén ampir 30% tina GDP AS ($ 6 triliun) langsung atanapi henteu langsung gumantung kana cuaca. pikeun produksi pangan, transportasi jeung ritel. Ku kituna, kamampuhan pikeun ngaduga aura hadé bakal mangpaat pisan di loba wewengkon, teu nyebut deui waktu allotted pikeun panangtayungan bencana alam. Panangan météorologi nasional Inggris, Met Office, parantos ngamimitian investasi dina inovasi sapertos kitu pikeun nyumponan kabutuhan kakuatan sareng skalabilitas anu kedah diurus ti taun 2020 teras, sareng parantos nyebarkeun laporan ngeunaan kabutuhan komputasi exascale sorangan.

Fisika partikel. Modél fisika partikel padet sering pisan rumit, solusi intricate anu merlukeun loba waktu komputasi pikeun simulasi numerik. Hal ieu ngajadikeun aranjeunna idéal pikeun komputasi kuantum, sarta élmuwan geus capitalized dina ieu. Panaliti di Universitas Innsbruck sareng Institut Optik Kuantum sareng Émbaran Kuantum (IQOQI) nembe ngagunakeun sistem kuantum anu tiasa diprogram pikeun ngalakukeun simulasi ieu. Numutkeun hiji publikasi dina Alam, grup ngagunakeun versi basajan tina komputer kuantum nu ion ngalakukeun operasi logis, léngkah dasar tina sagala itungan komputer. simulasi némbongkeun perjangjian lengkep jeung percobaan nyata fisika digambarkeun. nyebutkeun fisikawan téoritis Peter Zoller. -