{"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\/it\/blog\/novosti-interneta\/kakimi-mogut-byt-vychislitelnye-sistemy-budushhego","title":{"rendered":"Quali possono essere i sistemi di calcolo del futuro","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Parliamo di cosa potrebbe emergere nei data center e oltre.<\/h4>\n

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

Si ritiene che i transistor in silicio stiano raggiungendo il loro limite tecnologico. Nell'ultima occasione abbiamo parlavano<\/a><\/noindex> parlato dei materiali che potrebbero sostituire il silicio e discusso<\/a><\/noindex> approcci alternativi allo sviluppo dei transistor. Oggi parliamo di concetti in grado di trasformare i principi operativi dei tradizionali sistemi di calcolo: macchine quantistiche, chip neuromorfici e computer basati sul DNA.<\/b>.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Computer DNA<\/h2>\n

\n\u00c8 un sistema che sfrutta le capacit\u00e0 computazionali delle molecole di DNA. I filamenti di DNA sono composti da quattro basi azotate: citosina, adenina, guanina e timina. Collegandole in una determinata sequenza, \u00e8 possibile codificare informazioni. Per modificare i dati, si utilizzano enzimi speciali che, attraverso reazioni chimiche, allungano le catene di DNA, nonch\u00e9 le tagliano e le accorciano. Tali reazioni possono avvenire in diverse parti della molecola simultaneamente, consentendo di eseguire calcoli in parallelo.<\/p>\n

Il primo computer basato su DNA \u00e8 stato presentato nel 1994. Il professor di biologia molecolare e informatica Leonard Adleman<\/a><\/noindex> (Leonard Adleman) ha utilizzato diverse provette con miliardi di molecole di DNA per tentare di risolvere il problema del commesso viaggiatore<\/a><\/noindex> su un grafo con sette vertici. Adleman ha rappresentato i suoi vertici e spigoli con frammenti di DNA contenenti venti basi azotate e ha poi applicato il metodo della reazione a catena della polimerasi<\/a><\/noindex> (PCR).<\/p>\n

Uno svantaggio del computer di Adleman era la sua \"specializzazione ristretta\". Era progettato per risolvere un singolo problema e non poteva eseguire altre operazioni. Da allora la situazione \u00e8 cambiata: alla fine di marzo, scienziati dell'Universit\u00e0 di Mainut e del California Institute of Technology hanno presentato<\/a><\/noindex> hanno annunciato un computer che carica i dati sotto forma di sequenze di DNA e pu\u00f2 essere riprogrammato.<\/p>\n

Il sistema \u00e8 in grado di aprire la strada a un nuovo tipo di sistemi computazionali, rimane da risolvere il problema con l'input e l'output lenti (il processo di sequenziamento<\/a><\/noindex> \u00e8 abbastanza costoso e richiede molto tempo).<\/p><\/blockquote>\n

\nNonostante le difficolt\u00e0, gli esperti dicono<\/a><\/noindex>, che in futuro i computer DNA delle dimensioni di attuali desktop supereranno in prestazioni i supercomputer. Saranno utilizzabili nei data center impegnati nell'elaborazione di enormi volumi di dati.<\/p>\n

Processori neuromorfici<\/h2>\n

\nIl termine \"neuromorfico\" indica che l'architettura del chip si basa sui principi di funzionamento del cervello umano. Questi processori emulano il lavoro di milioni di neuroni con prolungamenti chiamati assoni e dendriti. I primi sono responsabili della trasmissione delle informazioni, mentre i secondi della loro percezione. I neuroni sono connessi tra loro tramite sinapsi, che sono contatti speciali attraverso i quali vengono trasmessi segnali elettrici (impulsi nervosi).<\/p>\n

L'idea di creare sistemi neuromorfici \u00e8 emersa per la prima volta negli anni '90<\/a><\/noindex>. Tuttavia, le ricerche serie in questo campo sono iniziate dopo il 2000. Gli specialisti di IBM Research lanciato<\/a><\/noindex> hanno avviato il progetto SyNAPSE, il cui obiettivo era sviluppare un computer con un'architettura diversa da quella di von Neumann. Nell'ambito di questo progetto, l'azienda ha progettato il chip TrueNorth<\/a><\/noindex>. Esso emula il funzionamento di un milione di neuroni e 256 milioni di sinapsi.<\/p>\n

I processori neuromorfici sono sviluppati non solo in IBM. Anche Intel dal 2017 sta lavorando<\/a><\/noindex> sul chip Loihi. Esso \u00e8 composto da 130.000 neuroni artificiali e 130 milioni di sinapsi. Un anno fa, la compagnia ha completato<\/a><\/noindex> lo sviluppo di un prototipo con un processo tecnologico a 14nm.<\/p>\n

I dispositivi neuromorfici consentono di accelerare l'apprendimento delle reti neurali. Questi chip, a differenza dei processori classici, non necessitano di consultare regolarmente registri o memoria per i dati. Tutte le informazioni sono costantemente memorizzate nei neuroni artificiali. Questa caratteristica permetter\u00e0 di addestrare le reti neurali localmente (senza collegamento a un archivio con un insieme di dati di test).<\/p>\n

Si prevede che i processori neuromorfici troveranno applicazione negli smartphone e nei dispositivi dell'Internet delle Cose. Tuttavia, al momento non si pu\u00f2 parlare di un'introduzione su vasta scala della tecnologia nei dispositivi destinati agli utenti.<\/p><\/blockquote>\n

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Macchine quantistiche<\/h2>\n

\nLa base dei computer quantistici \u00e8 costituita dai qubit. Il loro funzionamento si basa sui principi della fisica quantistica: l\u2019entanglement e la sovrapposizione. La sovrapposizione consente a un qubit di trovarsi nello stato di zero e uno contemporaneamente. L\u2019entanglement \u00e8 un fenomeno in cui gli stati di pi\u00f9 qubit risultano interconnessi. Questo approccio permette di eseguire operazioni con zero e uno allo stesso tempo.<\/p>\n

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

Di conseguenza, i computer quantistici risolvono una serie di problemi molto pi\u00f9 rapidamente rispetto ai sistemi tradizionali. Esempi di possono includere<\/a><\/noindex> la creazione di modelli matematici nei settori finanziario, chimico e medico, oltre ad operazioni crittografiche.<\/p><\/blockquote>\n

\nAttualmente, lo sviluppo del calcolo quantistico \u00e8 gestito da un numero relativamente ristretto di aziende. Tra queste, spiccano IBM con il loro computer quantistico da 50 qubit, Intel con il<\/a><\/noindex> computer quantistico da 49 qubit e InoQ, che sta testando<\/a><\/noindex> un dispositivo da 79 qubit. In questo settore operano anche<\/a><\/noindex>Rigetti Google<\/a><\/noindex>, \u00c8 ancora prematuro parlare di un\u2019adozione su vasta scala dei computer quantistici. Anche tralasciando il costo elevato degli apparecchi, presentano seri limiti tecnologici.<\/a><\/noindex> e D-Wave<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

\u041e \u043c\u0430\u0441\u0441\u043e\u0432\u043e\u043c \u0432\u043d\u0435\u0434\u0440\u0435\u043d\u0438\u0438 \u043a\u0432\u0430\u043d\u0442\u043e\u0432\u044b\u0445 \u043a\u043e\u043c\u043f\u044c\u044e\u0442\u0435\u0440\u043e\u0432 \u043f\u043e\u043a\u0430 \u0433\u043e\u0432\u043e\u0440\u0438\u0442\u044c \u0440\u0430\u043d\u043e. \u0414\u0430\u0436\u0435 \u0435\u0441\u043b\u0438 \u043d\u0435 \u0431\u0440\u0430\u0442\u044c \u0432 \u0440\u0430\u0441\u0447\u0435\u0442 \u0432\u044b\u0441\u043e\u043a\u0443\u044e \u0441\u0442\u043e\u0438\u043c\u043e\u0441\u0442\u044c \u0430\u043f\u043f\u0430\u0440\u0430\u0442\u043e\u0432, \u043e\u043d\u0438 \u0438\u043c\u0435\u044e\u0442 \u0441\u0435\u0440\u044c\u0435\u0437\u043d\u044b\u0435 \u0442\u0435\u0445\u043d\u043e\u043b\u043e\u0433\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u0438\u0435 \u043e\u0433\u0440\u0430\u043d\u0438\u0447\u0435\u043d\u0438\u044f.<\/p>\n

In particolare, le macchine quantistiche funzionano a temperature vicine allo zero assoluto<\/a><\/noindex>. Pertanto, tali apparecchi vengono installati solo in laboratori specializzati. Questa \u00e8 una misura necessaria per proteggere i fragili qubit, capaci di mantenere la sovrapposizione per soli pochi secondi (qualunque oscillazione termica porta alla loro decadimento<\/a><\/noindex>).<\/p>\n

. Anche se all'inizio dell'anno IBM hanno presentato<\/a><\/noindex> ha annunciato un computer quantistico in grado di operare al di fuori del laboratorio con un ambiente rigidamente controllato \u2014 ad esempio, nei data center locali delle aziende. Ma l'apparecchio non \u00e8 ancora disponibile per l'acquisto, \u00e8 possibile solo noleggiare le sue capacit\u00e0 tramite una piattaforma cloud. L'azienda promette che in futuro questo computer potr\u00e0 essere acquistato da chiunque, ma non si sa quando avverr\u00e0.<\/p>\n

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