{"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\/news\/kakimi-mogut-byt-vychislitelnye-sistemy-budushhego","title":{"rendered":"Millised v\u00f5iksid olla tuleviku arvutis\u00fcsteemid","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

R\u00e4\u00e4gime, mis uut v\u00f5iksite andmekeskustes ja mujal n\u00e4ha.<\/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 tehnoloogilisse piiri. Viimati r\u00e4\u00e4kisime me r\u00e4\u00e4kinud<\/a><\/noindex> materjalidest, mis v\u00f5iksid r\u00e4ni asendada ja arutanud<\/a><\/noindex> alternatiivsetest l\u00e4henemistest transistorite arendamisel. T\u00e4na r\u00e4\u00e4gime kontseptsioonidest, mis v\u00f5ivad muuta traditsiooniliste arvutis\u00fcsteemide t\u00f6\u00f6p\u00f5him\u00f5tteid: kvantarvutitest, neurokardinalitest 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 ahelad koosnevad neljast l\u00e4mmastikusalvest: ts\u00fctosiinist, adenosiinist, guaniinist ja timiinist. Seondudes teatud j\u00e4rjestuses, on v\u00f5imalik teavet kodeerida. Andmete muutmiseks kasutatakse spetsiaalseid ens\u00fc\u00fcme, mis keemiliste reaktsioonide abil pikendavad DNA ahelaid ning l\u00f5ikavad ja l\u00fchendavad neid. Selliseid reaktsioone saab l\u00e4bi viia samal ajal molekuli erinevates osades, v\u00f5imaldades 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 reisija probleemi<\/a><\/noindex> seitsme tipuga graafikus. Tema tipud ja servad olid t\u00e4histatud DNA fragmentidega kahek\u00fcmne l\u00e4mmastikusalviga ning seej\u00e4rel rakendas ta meetodit pol\u00fcmeraasi ahelreaktsiooni<\/a><\/noindex> (PCR).<\/p>\n

Adlemane arvuti miinuseks oli selle \"kitsus\". See oli ette valmistatud \u00fche probleemi lahendamiseks ja ei suutnud teisi lahendada. Sellest ajast on olukord muutunud \u2014 m\u00e4rtsi l\u00f5pus esitles Maynouth \u00fclikooli ja Caltech'i teadlased esitanud<\/a><\/noindex> arvutit, kuhu andmed laaditakse DNA j\u00e4rjestustena ja mida saab \u00fcmber programmeerida.<\/p>\n

S\u00fcsteem suudab avada teed uue t\u00fc\u00fcbi arvutis\u00fcsteemidele, tuleb vaid lahendada andmete aeglase sisendi ja v\u00e4ljundi probleem (protsess sekveneerimine<\/a><\/noindex> on \u00fcsna kulukas ja v\u00f5tab kaua aega).<\/p><\/blockquote>\n

\nHoolimata raskustest, eksperdid \u00fctlevad<\/a><\/noindex>, et tulevikus v\u00f5ivad DNA-arvutid, mis on suurusega praegustesse lauaarvutitesse, \u00fcletada superarvutite j\u00f5udlust. Need saavad kasutust leida andmekeskustes, mis tegelevad suurte andmehulga t\u00f6\u00f6tlemisega.<\/p>\n

Neurovormilised protsessorid<\/h2>\n

\nM\u00f5isted \"neurovormiline\" t\u00e4histavad, et kiibi arhitektuur p\u00f5hineb inimaju t\u00f6\u00f6p\u00f5him\u00f5tetel. Sellised protsessorid simuleerivad miljonite neuronite t\u00f6\u00f6d, mille jalad nimetatakse aksoniteks ja dendriitideks. Esimesed vastutavad teabe edastamise eest, teised aga selle tajumise eest. Neuronid on omavahel \u00fchendatud s\u00fcnapside kaudu \u2013 spetsiaalsete kontaktide kaudu, mille kaudu edastatakse elektrilised signaalid (n\u00e4rviimpulsid).<\/p>\n

Esmakordselt tekkis idee luua neurovormilisi s\u00fcsteeme juba 1990. aastatel<\/a><\/noindex>. Kuid t\u00f5eliselt hakati selle ala arendamisega tegelema p\u00e4rast 2000. aasta algust. IBM Researchi spetsialistid k\u00e4ivitasid<\/a><\/noindex> SyNAPSE projekti, mille eesm\u00e4rk oli v\u00e4lja t\u00f6\u00f6tada arvuti, mille arhitektuur erineb fon Neumanni arhitektuurist. Selle projekti raames projekteeris ettev\u00f5te kiibi TrueNorth<\/a><\/noindex>. See simuleerib miljoni neuroni ja 256 miljoni s\u00fcnapsi t\u00f6\u00f6d.<\/p>\n

Neurovormiliste protsessorite kallal t\u00f6\u00f6tavad mitte ainult IBM. Intel on alates 2017. aastast arendanud<\/a><\/noindex> Loihi kiipi. Selle koostises on 130 tuhat tehisneuronit ja 130 miljonit s\u00fcnapsi. Aasta tagasi l\u00f5petas ettev\u00f5te protot\u00fc\u00fcbi arendamise 14 nm protsessis.<\/a><\/noindex> Neurovormilised seadmed v\u00f5imaldavad kiirendada n\u00e4rviv\u00f5rkude \u00f5petamist. Sellised kiibid, erinevalt klassikalistest protsessoritest, ei pea regulaarselt teabe saamiseks registrite v\u00f5i meeleti poole p\u00f6\u00f6rduma. Kogu teave on pidevalt salvestatud tehisneuronitesse. See omadus v\u00f5imaldab \u00f5petada n\u00e4rviv\u00f5rke kohapeal (ilma testandmete kogumiga \u00fchendamata).<\/p>\n

Oodatakse, et neurovormilised protsessorid leiavad kasutust nutitelefonides ja asjade interneti seadmetes. Kuid praegu ei saa r\u00e4\u00e4kida tehnoloogia laialdasest kasutuselev\u00f5tust kasutajateseadmetes.<\/p>\n

Kvantmasinad<\/p><\/blockquote>\n

<\/p>\n

Kvantmasinad<\/h2>\n

\nKvantnumbrite aluseks on kubiidid. Nende t\u00f6\u00f6 p\u00f5hineb kvantf\u00fc\u00fcsika printsiipidel - p\u00f5imumisel ja superpositsioonil. Superpositsioon v\u00f5imaldab kubiidil olla samaaegselt null- ja \u00fckkes. P\u00f5imumine on n\u00e4htus, kus mitme kubiidi seisundid osutuvad omavahel \u00fchendatuks. Selline l\u00e4henemine v\u00f5imaldab teostada operatsioone nii nulli kui ka \u00fckkes samaaegselt.<\/p>\n

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

M\u00f5juks kvantkomp\u00fcterid lahendavad mitmeid \u00fclesandeid tunduvalt kiiremini kui traditsioonilised s\u00fcsteemid. N\u00e4ideteks v\u00f5ivad olla<\/a><\/noindex> matemaatiliste mudelite loomine rahanduse, keemia ja meditsiini valdkondades, samuti kr\u00fcptograafilised toimingud.<\/p><\/blockquote>\n

\nT\u00e4naseks tegeleb kvantkomputatsiooni arendamisega suhteliselt v\u00e4ike hulk ettev\u00f5tteid. Nende seas on lisaks IBM-le ka 50-kubidine<\/a><\/noindex> kvantkompuuter, Intel oma 49-kubise<\/a><\/noindex> ja InoQ, kes testib 79-kubist seadet<\/a><\/noindex>. Samuti tegelevad selle valdkonnaga Google<\/a><\/noindex>, Rigetti<\/a><\/noindex> ja D-Wave<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Kvantkomputite laialdasest kasutuselev\u00f5tust on veel vara r\u00e4\u00e4kida. Isegi kui mitte arvestada seadmete k\u00f5rget hinda, on neil t\u00f5sised tehnoloogilised piirangud.<\/p>\n

Eelk\u00f5ige toimivad kvantmasinad temperatuuril l\u00e4hedal absoluutsele nullile<\/a><\/noindex>. Seet\u00f5ttu paigaldatakse sellised seadmed ainult spetsialiseeritud laboritesse. See on vajalik meetod haavatavate kubiidide kaitsmiseks, mis saavad superpositsiooni hoida vaid paar sekundit (igal temperatuurik\u00f5ikumisel on nendele dekoherents<\/a><\/noindex>).<\/p>\n

Kuigi aasta alguses esitles IBM esitanud<\/a><\/noindex> kvantkompuutrit, mis suudab t\u00f6\u00f6tada laboris range kontrolliga keskkonnas - n\u00e4iteks kohalikes andmekeskustes. Kuid seadme ostmine pole veel v\u00f5imalik, selle ressursse saab ainult rentida l\u00e4bi pilveplatvormi. Ettev\u00f5te lubab, et tulevikus saab selle arvuti osta iga\u00fcks, kuid millal see juhtub - ei ole veel teada.<\/p>\n

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