{"id":35583,"date":"2019-10-31T22:05:11","date_gmt":"2019-10-31T19:05:11","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/kakimi-mogut-byt-vychislitelnye-sistemy-budushhego\/"},"modified":"2019-10-31T22:05:11","modified_gmt":"2019-10-31T19:05:11","slug":"kakimi-mogut-byt-vychislitelnye-sistemy-budushhego","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/et\/blog\/novosti-interneta\/kakimi-mogut-byt-vychislitelnye-sistemy-budushhego","title":{"rendered":"Millised v\u00f5ivad olla tuleviku arvutuss\u00fcsteemid","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

R\u00e4\u00e4gime, mis uut v\u00f5ib andmekeskustes ja mujal ilmneda.<\/h4>\n

\n\"Millised<\/a><\/noindex>
\n\/ \u0444\u043e\u0442\u043e jesse orrico<\/a><\/noindex> Unsplash<\/i><\/p>\n

Arvatakse, et r\u00e4ni transistorid on j\u00f5udmas oma tehnoloogilise piirini. Viimati me olen r\u00e4\u00e4kinud<\/a><\/noindex> r\u00e4\u00e4kisime materjalidest, mis v\u00f5ivad r\u00e4ni asendada ja arutasime<\/a><\/noindex> alternatiivseid l\u00e4henemisviise transistorite arendamiseks. T\u00e4na r\u00e4\u00e4gime kontseptsioonidest, mis v\u00f5ivad muuta traditsiooniliste arvutuss\u00fcsteemide t\u00f6\u00f6p\u00f5him\u00f5tteid: kvantmasinatest, neurovormilistest kiipidest ja DNA-p\u00f5histest arvutitest<\/b>.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

DNA-arvutid<\/h2>\n

\nSee on s\u00fcsteem, mis kasutab DNA molekulide arvutusv\u00f5imet. DNA niidid koosnevad neljast l\u00e4mmastikusisalduvast alusest: ts\u00fctosiinist, adenosiinist, guaniinist ja t\u00fcmiinist. \u00dchendades need teatud j\u00e4rjestuses, on v\u00f5imalik andmeid kodeerida. Andmete muutmiseks kasutatakse spetsiaalseid ens\u00fc\u00fcme, mis keemiliste reaktsioonide kaudu pikendavad DNA ahelaid ning l\u00f5ikavad ja l\u00fchendavad neid. Selliseid reaktsioone saab l\u00e4bi viia molekuli erinevates osades samaaegselt, mis v\u00f5imaldab paralleelseid arvutusi.<\/p>\n

Esimene DNA-p\u00f5hine arvuti esitati 1994. aastal. Molekulaarbioloogia ja arvutiteaduse professor Leonard Adleman<\/a><\/noindex> (Leonard Adleman) kasutas mitmeid katseklaase miljardite DNA-molekulidega, et proovida lahendada kaupmiku probleemi<\/a><\/noindex> seitsme tipuga graafis. Adleman m\u00e4\u00e4ras oma tipud ja servad DNA fragmentidega, milles oli kaksk\u00fcmmend l\u00e4mmastikuvat baasi, ning rakendas seej\u00e4rel meetodi pol\u00fcmeraasi ahelreaktsiooni<\/a><\/noindex> (PCR).<\/p>\n

Adlemana arvuti puuduseks oli selle \"kitsas suunatus\". See oli v\u00e4lja t\u00f6\u00f6tatud \u00fche \u00fclesande lahendamiseks ning ei suutnud teisi t\u00e4ita. Alates sellest ajast on olukord muutunud \u2014 m\u00e4rtsi l\u00f5puks esitasid Me\u00efnut \u00fclikooli ja California Tehnoloogiainstituudi teadlased tutvustanud<\/a><\/noindex> arvuti, kuhu andmed laaditakse DNA j\u00e4rjestustena ja mida saab \u00fcmber programmeerida.<\/p>\n

S\u00fcsteem on v\u00f5imeline avama tee uue t\u00fc\u00fcbi arvutuss\u00fcsteemidele, kuid lahendada tuleb andmete aeglane sisestamine ja v\u00e4ljastamine (protsess sekveneerimine<\/a><\/noindex> on \u00fcsna kulukas ja aega n\u00f5udev).<\/p><\/blockquote>\n

\nHoolimata raskustest on eksperdid \u00fctlevad<\/a><\/noindex>, mis tulevikus DNA-arvutid, mille suurus on t\u00e4nap\u00e4eva lauaarvutitega, \u00fcletavad superarvutite tootlikkust. Need saavad rakendust andmekeskustes, mis tegelevad suurte andmemahtude t\u00f6\u00f6tlemisega.<\/p>\n

Neurovormilised protsessorid<\/h2>\n

\nTermin \u00abneurovormiline\u00bb viitab sellele, et kiibi arhitektuur p\u00f5hineb inimaju t\u00f6\u00f6 p\u00f5him\u00f5tetel. Sellised protsessorid simuleerivad miljonite neuronite t\u00f6\u00f6d, mille v\u00e4ljasopistused nimetatakse aksoniteks ja dendriitideks. Esimesed vastutavad teabe edastamise eest, teised aga selle tajumise eest. Neuronid on omavahel \u00fchendatud s\u00fcnapside kaudu \u2014 spetsiaalsete \u00fchendustega, mille kaudu edastatakse elektrilisi signaale (n\u00e4rviimpulsse).<\/p>\n

Esmakordselt ilmus idee neurovormiliste s\u00fcsteemide loomisest juba 1990. aastatel<\/a><\/noindex>. Kuid t\u00f5siselt hakkasid selle valdkonna arendused pihta p\u00e4rast 2000. aastaid. IBM Researchi spetsialistid k\u00e4ivitasid<\/a><\/noindex> projekteerisid projekti SyNAPSE, mille eesm\u00e4rk oli arendada arvutit, mille arhitektuur erineb von Neumanni arhitektuurist. Selle projekti raames kavandas ettev\u00f5te kiibi TrueNorth<\/a><\/noindex>. See simuleerib miljoni neuroni ja 256 miljoni s\u00fcnapsi t\u00f6\u00f6d.<\/p>\n

Neuromorfsed protsessorite kallal t\u00f6\u00f6tavad mitte ainult IBM. Alates 2017. aastast arendab ettev\u00f5te Intel kiipi Loihi. Selle koostises on 130 000 kunstlikku neuronit ja 130 miljonit s\u00fcnapsi. Aasta tagasi l\u00f5petas ettev\u00f5te<\/a><\/noindex> protot\u00fc\u00fcbi arendamise 14-nanomeetri tehnoloogilisel protsessil. Neuromorfsed seadmed v\u00f5imaldavad kiirendada n\u00e4rviv\u00f5rkude \u00f5petamist. Sellised kiibid, erinevalt klassikalistest protsessoritest, ei pea pidevalt registrite v\u00f5i m\u00e4lu poole andmeid k\u00fcsima. Kogu teave on pidevalt salvestatud kunstlikes neuronites. See omadus v\u00f5imaldab koolitada n\u00e4rviv\u00f5rke kohapeal (ilma andmesalvestusele \u00fchendamata, kus on testandmete kogum).<\/a><\/noindex> Oodatakse, et neuromorfsed protsessorid leiavad rakendust nutitelefonides ja asjade Interneti seadmetes. Kuid praegu ei saa tehnoloogia laialdasest kasutuselev\u00f5tust tarbeseadmetes r\u00e4\u00e4kida.<\/p>\n

Kvantmasinad<\/p>\n

Oodatakse, et neuromorfsed protsessorid leiavad rakendust nutitelefonides ja asjade interneti seadmetes. Siiski ei saa veel r\u00e4\u00e4kida tehnoloogia laialdasest kasutusele v\u00f5tmisest tarbija seadmetes.<\/p><\/blockquote>\n

<\/p>\n

Kvantarvutid<\/h2>\n

\nKvantaarvutite aluseks on kubiidid. Nende t\u00f6\u00f6 p\u00f5hineb kvantf\u00fc\u00fcsika printsiipidel \u2014 segaduses ja superpositsioonis. Superpositsioon v\u00f5imaldab kubiidil olla samaaegselt null- ja \u00fchteteisel. Segadus on n\u00e4htus, kus mitme kubiidi olekud on omavahel seotud. Selline l\u00e4henemine v\u00f5imaldab teostada operatsioone nulli ja \u00fchiku samal ajal.<\/p>\n

\"Millised
\n\/ \u0444\u043e\u0442\u043e IBM Research<\/a><\/noindex> CC BY-NA<\/i><\/p>\n

Tulemuseks on kvantaarvutid, mis lahendavad mitmeid \u00fclesandeid oluliselt kiiremini kui traditsioonilised s\u00fcsteemid. N\u00e4iteks v\u00f5ivad olla<\/a><\/noindex> majanduslike, keemiliste ja meditsiiniliste valdkondade matemaatiliste mudelite koostamine ning kr\u00fcptograafilised operatsioonid.<\/p><\/blockquote>\n

\nK\u00e4esoleval ajal tegeleb kvantarvutite arendamisega suhteliselt v\u00e4ike arv ettev\u00f5tteid. Nende hulgas on IBM oma 50-kubiidise<\/a><\/noindex> kvantaarvutiga, Intel oma 49-kubiidise<\/a><\/noindex> ja InoQ, mis testib 79-kubiidist seadet<\/a><\/noindex>. Samuti on selles valdkonnas aktiivsed Google<\/a><\/noindex>, Rigetti<\/a><\/noindex> ja D-Wave<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Kvantaarvutite masstestimine on veel vara. Isegi kui mitte arvestada seadmete k\u00f5rget hinda, on neil t\u00f5sised tehnoloogilised piirangud.<\/p>\n

Eriti kvantmasinad t\u00f6\u00f6tavad temperatuuridel l\u00e4hedal absoluutsele nullile<\/a><\/noindex>. Seet\u00f5ttu paigaldatakse sellised masinad ainult spetsialiseeritud laborites. See on sunnitud samm, et kaitsta delikaatseid kubite, mis suudavad s\u00e4ilitada superpositsiooni vaid m\u00f5ne sekundi jooksul (igal temperatuurik\u00f5ikumisel on nende dekoherents<\/a><\/noindex>).<\/p>\n

Kuigi aasta alguses esitles IBM tutvustanud<\/a><\/noindex> kvantkompuutrit, mis on suuteline t\u00f6\u00f6tama laboriv\u00e4liselt rangelt kontrollitud keskkonnas \u2013 n\u00e4iteks kohalikes andmekeskustes. Kuid seadmeid hetkel osta ei saa, nende v\u00f5imeid on v\u00f5imalik ainult pilveplatvormi kaudu rentida. Ettev\u00f5te lubab, et tulevikus saab seda arvutit omada iga soovija, kuid millal see juhtub \u2013 on hetkel teadmata.<\/p>\n

\nMaterjalid meie Telegrami kanalist:<\/p>\n