An léaslíne den chéad uair - agus níos faide...

Ar thaobh amháin, ba chóir go gcuideodh siad linn ailse a shárú, an aimsir a thuar go cruinn agus máistir comhleá núicléach. Ar an láimh eile, tá faitíos ann go ndéanfaidh siad scrios domhanda nó go ngabhfaidh siad an chine daonna. Faoi láthair, áfach, níl arrachtaigh ríomhaireachta fós in ann an mhaith agus an t-olc mór a chruthú ag an am céanna.

Sna 60í, bhí an chumhacht ag na ríomhairí is éifeachtaí megaflops (na milliúin oibríochtaí snámhphointe in aghaidh an tsoicind). An chéad ríomhaire le cumhacht ríomhaireachta thuas GFLOPS 1 (gigaflops) bhí Cré 2, a tháirgtear ag Cray Research i 1985. An chéad mhúnla le cumhacht ríomhaireachta thuas 1 TFLOPS (teraflops) bhí ASCI Dearg, cruthaithe ag Intel i 1997. Shroich an chumhacht 1 PFLOPS (petaflops) Rothaí Bóthair, arna eisiúint ag IBM in 2008.

Baineann an taifead cumhachta ríomhaireachta reatha leis an Sunway TaihuLight Síneach agus is é 9 PFLOPS.

Cé, mar a fheiceann tú, nach bhfuil na céadta petaflops bainte amach ag na meaisíní is cumhachtaí fós, níos mó agus níos minice córais exascaleina gcaithfear cumhacht a chur san áireamh exaflopsach (EFLOPS), i.e. thart ar níos mó ná 1018 oibríocht in aghaidh an tsoicind. Mar sin féin, níl dearaí den sórt sin fós ach ag céim na dtionscadal a bhfuil céimeanna éagsúla mionsonraithe acu.

RIALUITHE (, oibríochtaí snámhphointe in aghaidh an tsoicind) aonad cumhachta ríomhaireachta a úsáidtear go príomha in iarratais eolaíocha. Tá sé níos versatile ná an t-aonad MIPS a úsáideadh roimhe seo, a sheasann do threoracha próiseálaí in aghaidh an tsoicind. Ní aonad SI é Flops, ach is féidir é a léirmhíniú mar aonad 1/s.

Teastaíonn exascale uait le haghaidh ailse

Tá exaflop, nó míle petaflop, níos mó ná na 10 sárríomhaire is fearr le chéile. Tá súil ag eolaithe go dtiocfaidh cinn nua i réimsí éagsúla leis an nglúin nua de mheaisíní a bhfuil cumhacht den sórt sin acu.

Ba cheart go gcuideodh cumhacht ríomhaireachta exascale mar aon le teicneolaíochtaí meaisínfhoghlama atá ag athrú go tapa e.g. crack an cód ailse. Tá an méid sonraí a chaithfidh dochtúirí a bheith acu chun ailse a dhiagnóiseadh agus a chóireáil chomh ollmhór sin go bhfuil sé deacair do ghnáthríomhairí dul i ngleic leis an tasc. I bithóipse meall aonair tipiciúil, tógtar níos mó ná 8 milliún tomhais, lena linn a dhéanann dochtúirí anailís ar iompar an meall, a fhreagairt ar chóireáil cógaseolaíochta agus a éifeacht ar chorp an othair. Is fíor-aigéan sonraí é seo.

dúirt Rick Stevens ó Shaotharlann Argonne na Roinne Fuinnimh de chuid na SA (DOE). –

Trí thaighde leighis a chomhcheangal le cumhacht ríomhaireachta, tá eolaithe ag obair ar Córas líonra néarach CANdle (). Ligeann sé seo dúinn plean cóireála a réamh-mheas agus a fhorbairt atá oiriúnaithe do riachtanais aonair gach othair. Cabhróidh sé seo le heolaithe tuiscint a fháil ar bhunús móilíneach na bpríomh-idirghníomhaíochtaí próitéine, samhlacha réamh-mheastacháin d'fhreagairt drugaí a fhorbairt, agus straitéisí cóireála is fearr a mholadh. Creideann Argonne go mbeidh córais exascale in ann feidhmchlár CANDLE a reáchtáil 50 go 100 uair níos tapúla ná na supermachines is cumhachtaí ar a dtugtar inniu.

Mar sin, táimid ag fanacht go fonnmhar le teacht chun cinn na n-ollríomhairí exascale. Mar sin féin, ní gá go mbeidh na chéad leaganacha le feiceáil sna Stáit Aontaithe. Ar ndóigh, tá na Stáit Aontaithe mar chuid den rás chun iad a chruthú, agus an rialtas áitiúil sa tionscadal ar a dtugtar Aurora Comhoibríonn le AMD, IBM, Intel agus Nvidia, ag iarraidh a fháil chun tosaigh ar iomaitheoirí eachtracha. Níltear ag súil go dtarlóidh sé seo go dtí 2021, áfach. Idir an dá linn, i mí Eanáir 2017, d'fhógair saineolaithe na Síne cruthú fréamhshamhail exascale. Samhail atá ag feidhmiú go hiomlán d’aonad ríomhaireachtúil den chineál seo is ea tianhe-3 – áfach, ní dócha go mbeidh sé réidh sna blianta beaga atá romhainn.

Tá na Sínigh daingean

Is é fírinne an scéil, ó 2013 i leith, go bhfuil forbairtí na Síne ar bharr an liosta de na ríomhairí is cumhachtaí ar domhan. Bhí sé i gceannas ar feadh roinnt blianta tianhe-2agus anois baineann an pailme leis an luaite Sunway TaihuLight. Creidtear go bhfuil an dá mheaisín is cumhachtaí seo sa Mheán-Ríocht i bhfad níos cumhachtaí ná an t-aon shárríomhaire is fiche ag Roinn Fuinnimh na SA.

Ar ndóigh, tá eolaithe Meiriceánacha ag iarraidh an seasamh ceannaireachta a bhí acu cúig bliana ó shin a fháil ar ais, agus tá siad ag obair ar chóras a ligfidh dóibh é seo a dhéanamh. Tá sé á tógáil ag Saotharlann Náisiúnta Oak Ridge in Tennessee. Cruinniú Mullaigh (2), supercomputer sceidealta le dul i bhfeidhm níos déanaí i mbliana. Sáraíonn sé seo cumhacht Sunway TaihuLight. Bainfear úsáid as chun ábhair nua, níos láidre agus níos éadroime a thástáil agus a fhorbairt, chun an taobh istigh den Domhan a shamhaltú ag baint úsáide as tonnta fuaimiúla, agus chun tacú le tionscadail réaltfhisic a fhiosraíonn bunús na cruinne.

2. Plean spáis d'ollríomhaire an Bhreatimeachta

Ag Saotharlann Náisiúnta Argonne thuasluaite, tá eolaithe ag pleanáil gléas níos tapúla fós a thógáil. Ar a dtugtar chomh fada le A21Táthar ag súil go sroichfidh an fheidhmíocht 200 petaflops.

Tá an tSeapáin ag glacadh páirte sa rás supercomputer freisin. Cé go bhfuil an iomaíocht idir SAM agus an tSín faoi scáth na tíre seo le déanaí, is í an tír seo a bhfuil sé beartaithe aici seoladh Córas ABC (), ag tairiscint 130 petaflops cumhachta. Tá súil ag na Seapáine gur féidir sár-ríomhaire den sórt sin a úsáid chun AI (intleacht shaorga) nó foghlaim dhomhain a fhorbairt.

Idir an dá linn, tá cinneadh déanta ag Parlaimint na hEorpa ar shárríomhaire AE a thógáil ar billiún euro. Cuirfidh an ollphéist ríomhaireachta seo tús lena chuid oibre d’ionaid taighde ár mór-roinne ag tús 2022 agus 2023. Tógfar an carr laistigh Tionscadal EuroGPKagus maoineoidh na ballstáit í a thógáil – mar sin beidh an Pholainn rannpháirteach sa tionscadal seo freisin. Tugtar "pre-exascale" ar a chumhacht tuartha de ghnáth.

Go dtí seo, de réir rangú 2017, de na cúig chéad supercomputers is tapúla ar domhan, tá 202 meaisín den sórt sin (40%) ag an tSín, agus rialaíonn Meiriceá 144 (29%).

Úsáideann an tSín 35% de chumhacht ríomhaireachta an domhain freisin, i gcomparáid le 30% sna SA. Is iad na chéad tíortha eile ina bhfuil an líon is mó sárríomhairí ar an liosta ná an tSeapáin (35 córas), an Ghearmáin (20), an Fhrainc (18) agus an RA (15). Is fiú a thabhairt faoi deara, beag beann ar an tír thionscnaimh, go n-úsáideann na cúig chéad de na sárríomhairí is cumhachtaí leaganacha éagsúla de Linux...

Dearfaidh siad é féin

Is uirlis luachmhar iad na hollríomhairí cheana féin a thacaíonn leis na tionscail eolaíochta agus teicneolaíochta. Cuireann siad ar chumas taighdeoirí agus innealtóirí dul chun cinn seasta a dhéanamh (agus uaireanta fiú céimeanna móra chun cinn) i réimsí mar bhitheolaíocht, réamhaisnéis na haimsire agus na haeráide, an réaltfhisic agus airm núicléacha.

Braitheann an chuid eile ar a gcumhacht. Thar na blianta atá le teacht, d'fhéadfadh úsáid na sárríomhaireachta athrú suntasach a dhéanamh ar staid eacnamaíoch, mhíleata agus gheopholaitiúil na dtíortha sin a bhfuil rochtain acu ar an gcineál seo bonneagair cheannródaíoch.

Tá dul chun cinn chomh gasta san ábhar seo go bhfuil dearadh na nglún nua de mhicreaphróiseálaithe tar éis éirí ró-chasta cheana féin fiú i gcás go leor acmhainní daonna. Ar an ábhar sin, tá ról níos mó ag ard-bhogearraí ríomhaireachta agus ag sárríomhairí i bhforbairt ríomhairí, lena n-áirítear iad siúd a bhfuil an réimír “super” acu.

3. Sárríomhaire Seapánach

Is gearr go mbeidh cuideachtaí cógaisíochta in ann oibriú go hiomlán a bhuíochas le sárchumhachtaí ríomhaireachta próiseáil ar líon mór de ghéanóim daonna, ainmhithe agus plandaí a chabhróidh le cógais agus cóireálacha nua a chruthú do ghalair éagsúla.

Fáth eile (go deimhin ceann de na cinn is mó) cén fáth a bhfuil rialtais ag infheistiú an oiread sin i bhforbairt na n-ollríomhairí. Cabhróidh feithiclí níos éifeachtaí le ceannairí míleata amach anseo straitéisí soiléire comhraic a fhorbairt in aon timpeallacht chomhrac, cumasóidh siad forbairt córais arm níos éifeachtaí, agus tacóidh siad freisin le gníomhaireachtaí forfheidhmithe dlí agus faisnéise bagairtí féideartha a shainaithint roimh ré.

Ní leor cumhacht chun an inchinn a insamhail

Ba cheart go gcabhródh sárríomhairí nua leis an sár-ríomhaire nádúrtha a bhfuil aithne fhada orainn – an inchinn dhaonna a dhéanamh amach.

D'fhorbair foireann idirnáisiúnta eolaithe algartam le déanaí a léiríonn céim nua thábhachtach i dtreo naisc néaracha na hinchinne a shamhaltú. Nua NOT-algartam, a bhfuil cur síos air i bpáipéar rochtana oscailte a foilsíodh in Frontiers in Neuroinformatics , táthar ag súil go n-ionsamhlóidh sé an 100 billiún néaróin idirnasctha den inchinn dhaonna ar shárríomhairí. Bhí baint ag eolaithe ó ionad taighde na Gearmáine Jülich, Ollscoil Eolaíochtaí Beatha na hIorua, Ollscoil Aachen, Institiúid RIKEN na Seapáine agus Institiúid Ríoga Teicneolaíochta KTH i Stócólm san obair.

Ó 2014 i leith, tá na sár-ríomhairí RIKEN agus JUQUEEN ag Ionad Sárríomhaireachta Jülich sa Ghearmáin ag rith insamhaltaí líonra néaracha ar scála mór, ag ionsamhladh naisc thart ar 1% de na néaróin san inchinn dhaonna. Cén fáth ach an oiread sin? An féidir le sárríomhairí an inchinn ar fad a insamhail?

Míníonn Susanna Kunkel ón gcuideachta Sualainnis KTH.

Le linn an ionsamhlúcháin, ba cheart poitéinseal gníomhaíochta néaróin (ríoga leictreacha gearra) a sheoladh chuig thart ar 100 duine. ríomhairí beaga ar a dtugtar nóid, gach ceann acu feistithe le roinnt próiseálaithe a dhéanann an ríomh iarbhír. Seiceálann gach nód cé acu de na ríoga seo a bhaineann leis na néaróin fhíorúla atá sa nód sin.

4. Samhaltú naisc inchinne néaróin, i.e. níl muid ach ag tús ár dturas (1%)

Ar ndóigh, méadaíonn an méid cuimhne ríomhaire a theastaíonn ó phróiseálaithe do na giotáin bhreise seo in aghaidh an néaróin de réir mhéid an líonra néaraigh. Chun dul níos faide ná an insamhalta 1% den inchinn dhaonna ar fad (4). cuimhne céad uaire níos mó ná an méid atá ar fáil i ngach sárríomhaire inniu. Dá bhrí sin, bheadh ​​​​sé indéanta labhairt faoi insamhalta a fháil den inchinn ar fad ach amháin i gcomhthéacs supercomputers exascale sa todhchaí. Seo an áit a gcaithfidh an chéad ghlúin eile algartam NEST oibriú.

Na 5 sárríomhaire is fearr ar domhan

1. Sunway TaihuLight – Seoladh 93 sárríomhaire PFLOPS in 2016 i Wuxi, an tSín. Ó mhí an Mheithimh 2016, tá sé ar bharr an liosta TOP500 - sárríomhairí a bhfuil an chumhacht ríomhaireachta is airde ar domhan acu.

2. Tianhe-2 (Bealach na Bó Finne-2) – sár-ríomhaire le cumhacht ríomhaireachta 33,86 PFLOPS, tógtha ag NUDT () sa tSín. Ó mhí an Mheithimh 2013 i leith

go dtí Meitheamh 2016, bhí sé ar an sárríomhaire is tapúla ar domhan.

3. Piz Daint - dearadh arna fhorbairt ag Cray, agus é suiteáilte ag Lárionad Náisiúnta Superríomhaireachta na hEilvéise (). Uasghrádaíodh é le déanaí - cuireadh cinn nua in ionad luasairí Nvidia Tesla K20X, Tesla P100, rud a cheadaigh an chumhacht ríomhaireachta a mhéadú ó 2017 go 9,8 PFLOPS i samhradh 19,6.

4. Gyokou is sár-ríomhaire é atá forbartha ag ExaScaler agus PEZY Computing. Lonnaithe ag Gníomhaireacht na Seapáine um Eolaíocht agus Teicneolaíocht Mhuirí (JAMSTEC) Institiúid Geo-eolaíochtaí Yokohama; ar an urlár céanna leis an Insamhlóir Domhan. Cumhacht: 19,14 PFLOPS.

5. Tíotáiniam – sár-ríomhaire le cumhacht ríomhaireachta 17,59 PFLOPS a mhonaraítear ag Cray Inc. agus seoladh é i mí Dheireadh Fómhair 2012 ag Saotharlann Náisiúnta Oak Ridge i SAM. Ó mhí na Samhna 2012 go dtí mí an Mheithimh 2013, bhí Tíotán ar an sárríomhaire is tapúla ar domhan. Tá sé sa chúigiú háit faoi láthair, ach tá sé fós ar an sárríomhaire is tapúla sna Stáit Aontaithe.

Tá siad ag iarraidh ardcheannas i candamach freisin

IBM Creideann nach bhfuil sna cúig bliana amach romhainn, supercomputers bunaithe ar sliseanna sileacain traidisiúnta, ach . De réir taighdeoirí na cuideachta, níl an tionscal ach ag tosú a thuiscint conas is féidir ríomhairí chandamach a úsáid. I gceann cúig bliana, táthar ag súil go bhfaighidh innealtóirí na chéad iarratais mhóra ar na meaisíní seo.

Úsáideann ríomhairí Quantum aonad ríomhaireachta ar a dtugtar cubhad. Léiríonn leathsheoltóirí traidisiúnta faisnéis mar sheichimh 1s agus 0s, ach taispeánann cubits airíonna candamach agus is féidir leo ríomhaireachtaí a dhéanamh ag an am céanna mar 1s agus 0s. Ciallaíonn sé seo gur féidir le dhá chuibí seichimh 1-0, 1-1, 0-1 a léiriú ag an am céanna. ., 0-0. Fásann cumhacht ríomhaireachta go heaspónantúil le gach cubit, agus mar sin go teoiriciúil d’fhéadfadh go mbeadh níos mó cumhachta ríomhaireachta ag ríomhaire chandamach nach bhfuil ach 50 cubit aige ná na sár-ríomhairí is cumhachtaí ar domhan.

Tá ríomhaire chandamach á dhíol ag D-Wave Systems cheana féin, agus deir siad go bhfuil 2 cheann acu. cubaid. ach Cóipeanna D-WavTá e(5) conspóideach. Cé gur bhain roinnt taighdeoirí úsáid mhaith leo, níor sháraigh siad na ríomhairí clasaiceacha go fóill agus níl siad úsáideach ach le haghaidh aicmí áirithe fadhbanna barrfheabhsaithe.

5. Ríomhairí Quantum D-Wave

Cúpla mí ó shin, léirigh Quantum AI Lab de chuid Google próiseálaí chandamach 72-qubit nua ar a dtugtar cóin bristle (6). D’fhéadfadh sé “ardcheannas chandamach” a bhaint amach go luath, ag dul thar sárríomhaire clasaiceach, ar a laghad nuair a thagann sé chun roinnt fadhbanna a réiteach. Nuair a thaispeánann próiseálaí candamach ráta earráide íseal go leor le linn oibriú, d’fhéadfadh sé a bheith níos éifeachtaí ná sárríomhaire clasaiceach le haghaidh tasc TF dea-shainithe.

6. Próiseálaí chandamach 72-qubit Bristlecone

Ba é an chéad líne eile próiseálaí Google, mar i mí Eanáir, mar shampla, d'fhógair Intel a chóras chandamach 49-qubit féin, agus níos luaithe chuir IBM an leagan 50-qubit i láthair. sliseanna intel, Loihi, tá sé nuálaíoch ar bhealaí eile freisin. Is é an chéad chiorcad iomlánaithe "néaramorfach" é atá deartha chun aithris a dhéanamh ar an gcaoi a bhfoghlaimíonn agus a thuigeann inchinn an duine. Tá sé “ag feidhmiú go hiomlán” agus beidh sé ar fáil do chomhpháirtithe taighde níos déanaí i mbliana.

Mar sin féin, níl sé seo ach an tús, mar gheall ar a bheith in ann déileáil le arrachtaigh sileacain, is gá duit z na milliúin qubits. Tá súil ag foireann eolaithe ó Ollscoil Theicniúil na hÍsiltíre i Delft gurb é an bealach chun scála den sórt sin a bhaint amach ná sileacain a úsáid i ríomhairí chandamach, toisc go bhfuil réiteach aimsithe ag a chomhaltaí chun sileacain a úsáid chun próiseálaí candamach in-ríomhchláraithe a chruthú.

Ina staidéar, a foilsíodh san iris Nature, rialaigh foireann na hÍsiltíre casadh leictreoin amháin ag baint úsáide as fuinneamh micreathonn. I sileacain, chasfadh an leictreon suas agus síos ag an am céanna, agus é á choinneáil in áit go héifeachtach. Nuair a baineadh é seo amach, cheangail an fhoireann dhá leictreon le chéile agus ríomhchláraíodh iad chun algartaim chandamach a rith.

A bhainistiú a chruthú sileacain-bhunaithe próiseálaí chandamach dhá-ghiotán.

Mhínigh an Dr Tom Watson, duine d’údair an staidéir, don BBC. Má éiríonn le Watson agus a fhoireann fiú níos mó leictreon a chomhleá, d’fhéadfadh éirí amach a bheith mar thoradh air próiseálaithe qubittabharfaidh sé seo céim amháin níos gaire dúinn do ríomhairí chandamach na todhchaí.

- An té a thógann ríomhaire chandamach atá ag feidhmiú go hiomlán, rialóidh sé an domhan Dúirt Manas Mukherjee ó Ollscoil Náisiúnta Singeapór agus príomhimscrúdaitheoir ag an Ionad Náisiúnta um Theicneolaíocht Quantum in agallamh le déanaí. Tá an rás idir na cuideachtaí teicneolaíochta is mó agus saotharlanna taighde dírithe faoi láthair ar an rud ar a dtugtar ardcheannas chandamach, an pointe ag ar féidir le ríomhaire chandamach ríomhaireachtaí a dhéanamh thar aon rud is féidir leis na ríomhairí is forbartha sa lá atá inniu ann a thairiscint.

Tugann na samplaí tugtha d'éachtaí Google, IBM agus Intel le fios go bhfuil ceannas ag cuideachtaí ó na Stáit Aontaithe (agus mar sin an stát) sa réimse seo. Mar sin féin, le déanaí, d'eisigh láithreán gréasáin na Síne Alibaba Cloud ardán ríomhaireachta scamall bunaithe ar phróiseálaí 11-qubit a ligeann d'eolaithe algartaim chandamach nua a thástáil. Ciallaíonn sé seo nach bhfuil an tSín ag clúdach a piorraí le luaithreach freisin i réimse na mbloc ríomhaireachta chandamach.

Mar sin féin, ní hamháin go bhfuil iarrachtaí chun sár-ríomhairí chandamach a thógáil díograis i leith féidearthachtaí nua, ach is cúis le conspóid iad freisin.

Cúpla mí ó shin, le linn na Comhdhála Idirnáisiúnta ar Theicneolaíochtaí Quantum i Moscó, dúirt Alexander Lvovsky (7) ó Lárionad Quantum na Rúise, atá freisin ina ollamh le fisic in Ollscoil Calgary i gCeanada, go bhfuil ríomhairí chandamach uirlis scriostagan cruthú.

7. An tOllamh Alexander Lvovsky

Cad a bhí i gceist aige? Gcéad dul síos, slándáil dhigiteach. Faoi láthair, tá gach faisnéis dhigiteach íogair a tharchuirtear thar an Idirlíon criptithe chun príobháideacht na bpáirtithe leasmhara a chosaint. Tá cásanna feicthe againn cheana féin ina raibh hackers in ann na sonraí seo a thascradh tríd an criptiú a bhriseadh.

De réir Lvov, ní dhéanfaidh teacht chun cinn ríomhaire chandamach an tasc ach do chibearchoireachta. Ní féidir le haon cheann de na huirlisí criptithe ar a dtugtar inniu é féin a chosaint ó chumhacht ríomhaireachta fíor-ríomhaire chandamach.

Bheadh ​​taifid leighis, faisnéis airgeadais, agus fiú rúin rialtais agus eagraíochtaí míleata ar fáil go héasca, rud a chiallódh, mar a thugann Lvovsky faoi deara, go bhféadfadh teicneolaíocht nua bagairt a dhéanamh ar ordú an domhain ar fad. Creideann saineolaithe eile go bhfuil eagla na Rúiseach gan bhunús, toisc go gceadóidh cruthú fíor-ríomhaire chandamach freisin tús a chur le cripteagrafaíocht chandamach, a mheastar a bheith doscriosta.

Cur chuige eile

Chomh maith le teicneolaíocht ríomhaireachta traidisiúnta agus forbairt córais chandamach, tá ionaid éagsúla ag obair ar mhodhanna eile chun superríomhairí na todhchaí a thógáil.

Maoiníonn an ghníomhaireacht Mheiriceánach DARPA sé ionad le haghaidh réitigh dearaidh ríomhaireachta eile. Is gnách go dtugtar an ailtireacht a úsáidtear i meaisíní nua-aimseartha ailtireacht von Neumannó, tá sé seachtó bliain d'aois cheana féin. Tá sé mar aidhm ag tacaíocht cosanta do thaighdeoirí ollscoile cur chuige níos cliste a fhorbairt maidir le méideanna móra sonraí a phróiseáil ná mar a bhí riamh cheana.

Maolánú agus Ríomhaireacht Chomhthreomhar Seo roinnt samplaí de na teicníochtaí nua a bhfuil na foirne seo ag obair orthu. Eile ÁD (), rud a fhágann gur féidir forbairt feidhmchláir a shimpliú trí LAP agus comhpháirteanna cuimhne le modúil a thiontú i gcomhthionól amháin, seachas a bheith ag streachailt le saincheisteanna a nasc ar an máthairchlár.

An bhliain seo caite, léirigh foireann taighdeoirí ón Ríocht Aontaithe agus an Rúis go rathúil go bhfuil an cineál "Deannach draíochta"a bhfuil siad comhdhéanta solas agus ábhar – dul thar “feidhmíocht” ar deireadh fiú na sárríomhairí is cumhachtaí.

D’úsáid eolaithe ó ollscoileanna na Breataine Cambridge, Southampton agus Caerdydd agus Institiúid Skolkovo na Rúise cáithníní chandamach ar a dtugtar de pholaitínis féidir a shainmhíniú mar rud idir solas agus ábhar. Is cur chuige iomlán nua é seo i leith na ríomhaireachta. De réir na n-eolaithe, d'fhéadfadh sé a bheith mar bhunús le cineál nua ríomhaire, a bheadh ​​in ann ceisteanna nach féidir a láimhseáil faoi láthair a réiteach - i réimsí éagsúla mar bhitheolaíocht, airgeadas agus taisteal spáis. Foilsíodh torthaí an staidéir san iris Nature Materials.

Cuimhnigh nach féidir le superríomhairí an lae inniu ach céatadán beag fadhbanna a láimhseáil. Chuirfeadh fiú ríomhaire chandamach hipitéiseach, dá dtógfaí ar deireadh é, luasú cearnach ar fáil chun na fadhbanna is casta a réiteach. Idir an dá linn, cruthaítear na polaritóin a chruthaíonn an “deannach sióg” trí shraitheanna d’adaimh ghailliam, arsanaic, indiam agus alúmanaim a ghníomhachtú le léasacha léasair.

Ionsúnn agus scaoileann leictreoin sna sraitheanna seo solas de dhath ar leith. Tá polaraitin deich míle uair níos éadroime ná leictreoin agus is féidir leo dlúis imleor a bhaint amach chun staid nua ábhair ar a dtugtar Comhdhlúthán Bose-Einstein (8). Déantar na céimeanna candamach de pholaratóin a shioncronú agus cruthaíonn siad aon rud amháin macrascóip chandamach is féidir a bhrath trí thomhais fhótaluminescence.

8. Graf a thaispeánann comhdhlúthán Bose-Einstein

Tharlaíonn sé go raibh sa stát áirithe seo, is féidir leis an comhdhlúthán polariton an fhadhb leas iomlán a bhaint a luaigh muid a réiteach i bhfad níos éifeachtaí nuair a cur síos ar ríomhairí chandamach ná próiseálaithe qubit-bhunaithe. Tá sé léirithe ag údair staidéir na Breataine-na Rúise go bhfuil a gcéimeanna candamach suite i gcumraíocht a fhreagraíonn d'íosmhéid feidhm chasta mar chomhdhlúthú na bpolaratón.

“Táimid ag tús iniúchadh a dhéanamh ar an bpoitéinseal a bhaineann le graif pholaitín chun fadhbanna casta a réiteach,” a scríobhann comh-údar Nature Materials, an tOll. Pavlos Lagoudakis, ceannaire na Saotharlainne Fótóinic Hibrideach in Ollscoil Southampton. “Táimid ag scálaiú ár ngléas chuig na céadta nóid faoi láthair agus bunchumhacht phróiseála á thástáil againn.”

Sna turgnaimh seo ó shaol na gcéimeanna candamach subtle an tsolais agus an ábhair, is cosúil go fiú próiseálaithe chandamach clumsy ar bhealach éigin agus go daingean ceangailte leis an réaltacht. Mar a fheiceann tú, ní hamháin go bhfuil eolaithe ag obair ar shárríomhairí an lae amárach agus ar ghluaisteáin an lae amárach, ach tá siad ag pleanáil cheana féin cad a tharlóidh an lá i ndiaidh lae amárach.

Ag an bpointe seo, beidh sé go leor dúshlán a bhaint amach exascale, ansin beidh tú ag smaoineamh ar na clocha míle eile ar an scála flop (9). Mar a d’fhéadfadh go mbeadh buille faoi thuairim agat, ní leor próiseálaithe agus cuimhne a chur leis an meascán. Má tá eolaithe le creidiúint, ligfidh baint amach na cumhachta ríomhaireachta cumhachtach sin dúinn meigeafhadhbanna a bhfuil aithne againn orthu a réiteach, mar shampla ailse a aimsiú nó anailís a dhéanamh ar shonraí réalteolaíocha.

9. Todhchaí na sárríomhaireachta

Meaitseáil an cheist leis an bhfreagra

Cad atá romhainn?

Bhuel, le ríomhairí chandamach, tagann ceisteanna chun cinn maidir le cad ba cheart iad a úsáid. Mar a théann an seanfhocal, réitíonn ríomhairí fadhbanna nach mbeadh ann gan iad. Mar sin is dócha gur cheart dúinn na sármheaisíní futuristic seo a thógáil ar dtús. Ansin éireoidh fadhbanna leo féin.

Cad iad na réimsí inar féidir ríomhairí chandamach a bheith úsáideach?

Intleacht shaorga. Oibríonn AI () ar phrionsabal na foghlama trí thaithí, a éiríonn níos cruinne de réir mar a fhaightear aiseolas go dtí go n-éiríonn an clár ríomhaireachta “cliste.” Tá an t-aiseolas bunaithe ar ríomh na dóchúlachta a bhaineann le raon roghanna féideartha. Tá a fhios againn cheana féin go bhfuil sé beartaithe ag Lockheed Martin, mar shampla, a ríomhaire chandamach D-Wave a úsáid chun bogearraí uathphíolótacha atá ró-chasta do ríomhairí clasaiceacha faoi láthair a thástáil, agus tá Google ag baint úsáide as ríomhaire chandamach chun bogearraí a fhorbairt a fhéadfaidh gluaisteáin a idirdhealú ó shainchomharthaí .

Samhaltú mhóilíneach. A bhuí le ríomhairí chandamach, beifear in ann idirghníomhaíochtaí móilíneacha a insamhladh go cruinn, ag aimsiú na bhfoirmíochtaí is fearr le haghaidh imoibrithe ceimiceacha. Tá ceimic chandamach chomh casta sin nach féidir le ríomhairí digiteacha nua-aimseartha ach anailís a dhéanamh ar na móilíní is simplí. Tá imoibrithe ceimiceacha candamach sa nádúr mar cruthaíonn siad stáit chandamach an-bháite a fhorluíonn lena chéile, agus mar sin beidh ríomhairí chandamach lánfhorbartha in ann fiú na próisis is casta a mheas. Tá obair ag Google cheana féin sa réimse seo - tá siad tar éis an móilín hidrigine a insamhladh. Is é an toradh a bheidh air ná táirgí níos éifeachtaí, ó phainéil ghréine go cógais.

Cripteagrafaíocht. Braitheann córais slándála inniu ar ghiniúint éifeachtach phríomhúil. Is féidir é seo a bhaint amach le ríomhairí digiteacha trí gach fachtóir a d'fhéadfadh a bheith ann a chuardach, ach mar gheall ar an méid ollmhór ama atá ag teastáil tá “briseadh cóid” costasach agus neamhphraiticiúil. Idir an dá linn, is féidir le ríomhairí chandamach é seo a dhéanamh ar bhealach níos éifeachtaí ná meaisíní digiteacha, rud a chiallaíonn go mbeidh modhanna slándála an lae inniu imithe i léig go luath. Tá modhanna criptithe chandamach geallta freisin atá á bhforbairt chun leas a bhaint as nádúr aontreo na bhfostú candamach. Léiríodh líonraí ar fud na cathrach i roinnt tíortha cheana féin, agus d’fhógair eolaithe na Síne le déanaí gur éirigh leo fótóin fhostaithe a sheoladh ó shatailít “chandamach” fithisiúil chuig trí stáisiún bonn ar leith ar ais go dtí an Domhan.

Samhaltú airgeadais. Tá margaí nua-aimseartha ar chuid de na córais is casta atá ann. Cé gur forbraíodh gaireas eolaíoch agus matamaitice lena gcur síos agus lena rialú, níl éifeachtúlacht gníomhaíochtaí den sórt sin fós neamhleor den chuid is mó mar gheall ar na difríochtaí bunúsacha i ndisciplíní eolaíocha: níl aon timpeallacht rialaithe ann inar féidir turgnaimh a dhéanamh. Chun an fhadhb seo a réiteach, d'iompaigh infheisteoirí agus anailísithe chuig an ríomhaireacht chandamach. Buntáiste láithreach amháin is ea go bhfuil randamacht bhunúsach na ríomhairí chandamach comhsheasmhach le nádúr stochastic na margaí airgeadais. Is minic a bhíonn infheisteoirí ag iarraidh dáileadh na dtorthaí a mheas thar líon mór cásanna a ghintear go randamach.

Réamhaisnéis na haimsire. Deir Príomheacnamaí NOAA Rodney F. Weiher go bhfuil tionchar díreach nó indíreach ag an aimsir ar bheagnach 30% de OTI SAM ($6 trilliún). le haghaidh táirgeadh bia, iompar agus miondíola. Mar sin, bheadh ​​an cumas chun aura a thuar ar bhealach níos fearr an-úsáideach i go leor réimsí, gan trácht ar an am níos faide atá ar fáil chun cosaint a dhéanamh ar thubaistí nádúrtha. Tá lámh náisiúnta aimsire na Ríochta Aontaithe, an Oifig Meitéareolaíochta, tosaithe cheana féin ag infheistiú i nuálaíocht den sórt sin chun freastal ar na riachtanais chumhachta agus inscálaitheachta a mbeidh air déileáil leo ó 2020, agus tá tuarascáil foilsithe aige ar a riachtanais ríomhscála féin.

Fisic na gcáithníní. Is minic a bhíonn samhlacha fisice na gcáithníní ina réitigh thar a bheith casta, casta a éilíonn go leor ama ríomhaireachta chun insamhail a dhéanamh go huimhriúil. Déanann sé seo idéalach iad don ríomhaireacht chandamach, agus tá eolaithe tar éis tairbhe a bhaint astu cheana féin. Bhain taighdeoirí ó Ollscoil Innsbruck agus an Institiúid um Optaic Chandamach agus Faisnéise Candamach (IQOQI) úsáid as córas candamach in-ríomhchláraithe chun na hionsamhlúcháin seo a dhéanamh. De réir an pháipéir Dúlra, d'úsáid an fhoireann leagan simplí de ríomhaire chandamach ina ndearna hiain oibríochtaí loighciúla, na céimeanna bunúsacha d'aon ríomh ríomhaire. Léirigh an insamhalta comhaontú iomlán le turgnaimh fíor na fisice cur síos orthu. a deir an fisiceoir teoiriciúil Peter Zoller. –