{"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\/nl\/blog\/news\/kakimi-mogut-byt-vychislitelnye-sistemy-budushhego","title":{"rendered":"Hoe kunnen de rekensystemen van de toekomst eruitzien","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

We discuss what new developments may appear in data centers and beyond.<\/h4>\n

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

It is believed that silicon transistors are nearing their technological limits. Last time we twee jaar geleden verteld, en in november 2018 gebeurde er een zeer interessante (wat betreft beveiliging) gebeurtenis. Kort samengevat, het team van CyberArk Software Ltd. slaagde erin het te hacken: ze kregen de mogelijkheid om commando's buiten de containers uit te voeren, d.w.z. op het host-systeem. Een prachtige illustratie van het beveiligingsprobleem in Docker, nietwaar? Over alle details van wat er gebeurde, lees je<\/a><\/noindex> talked about materials that could replace silicon and discussed<\/a><\/noindex> alternative approaches to transistor development. Today we are talking about concepts capable of transforming the principles of traditional computing systems: quantum machines, neuromorphic chips, and DNA-based computers.<\/b>.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

DNA computers<\/h2>\n

\nThis is a system that utilizes the computational capabilities of DNA molecules. DNA strands consist of four nitrogenous bases: cytosine, adenine, guanine, and thymine. By linking them in a specific sequence, it is possible to encode information. Special enzymes are used to modify the data, adding to DNA chains through chemical reactions, as well as cutting and shortening them. Such reactions can occur in different parts of the molecule simultaneously, allowing for parallel computations.<\/p>\n

The first DNA-based computer was presented in 1994. Professor of molecular biology and computer science Leonard Adleman<\/a><\/noindex> (Leonard Adleman) used several test tubes containing billions of DNA molecules to attempt to solve the traveling salesman problem<\/a><\/noindex> for a graph with seven vertices. He represented the vertices and edges with segments of DNA containing twenty nitrogenous bases, and then applied the method of polymerase chain reaction<\/a><\/noindex> (PCR).<\/p>\n

A drawback of Adleman's computer was its 'narrow focus.' It was designed to solve one specific problem and could not perform others. Since then, the situation has changed \u2014 at the end of March, scientists from Meinut University and the California Institute of Technology werd gepresenteerd<\/a><\/noindex> developed a computer that loads data in the form of DNA sequences and can be reprogrammed.<\/p>\n

The system has the potential to pave the way for a new type of computing, but the challenge of slow data input and output remains (the process of sequencing<\/a><\/noindex> is quite costly and time-consuming).<\/p><\/blockquote>\n

\nDespite the challenges, experts wordt gezegd<\/a><\/noindex>, waarbij DNA-computers ter grootte van moderne desktops in de toekomst supercomputers in prestaties zullen overtreffen. Ze zullen toepassingen vinden in datacenters die zich bezighouden met de verwerking van grote datavolumes.<\/p>\n

Neuro-morfe processoren<\/h2>\n

\nDe term 'neuro-morf' verwijst naar het feit dat de architectuur van de chip is gebaseerd op de principes van de werking van het menselijke brein. Dergelijke processoren emuleren de werking van miljoenen neuronen met uitlopers, die axonen en dendrieten worden genoemd. De eerste zijn verantwoordelijk voor de informatieoverdracht, terwijl de tweede voor de waarneming ervan zorgen. Neuronen zijn met elkaar verbonden door synapsen \u2014 speciale contacten waarlangs elektrische signalen (zenuwimpulsen) worden doorgegeven.<\/p>\n

Het idee om neuro-morfe systemen te cre\u00ebren kwam voor het eerst op in de jaren '90<\/a><\/noindex>. Maar de serieuze ontwikkelingen op dit gebied begonnen pas na de jaren 2000. Specialisten van IBM Research startten<\/a><\/noindex> het SyNAPSE-project, dat als doel had een computer te ontwikkelen met een architectuur die verschilt van de Von Neumann-architectuur. In het kader van dit project heeft het bedrijf een chip ontworpen TrueNorth<\/a><\/noindex>. Deze simuleert de werking van een miljoen neuronen en 256 miljoen synapsen.<\/p>\n

Er wordt niet alleen aan neuro-morfe processoren gewerkt bij IBM. Intel ontwikkelt sinds 2017 de chip Loihi. Deze bevat 130.000 kunstmatige neuronen en 130 miljoen synapsen. Een jaar geleden heeft het bedrijf<\/a><\/noindex> de ontwikkeling van een prototype voltooid volgens een 14-nm technologieproces. Het wordt verwacht dat neuro-morfe apparaten het leren van neurale netwerken kunnen versnellen. Dergelijke chips hoeven, in tegenstelling tot klassieke processoren, niet regelmatig gegevens op te vragen bij registers of geheugen. Alle informatie wordt voortdurend opgeslagen in kunstmatige neuronen. Deze eigenschap zal het mogelijk maken om neurale netwerken lokaal te trainen (zonder verbinding met een opslag met een testdatavolume).<\/a><\/noindex> Er wordt verwacht dat neuro-morfe processoren een toepassing zullen vinden in smartphones en apparaten voor het internet der dingen. Maar op dit moment is grootschalige implementatie van technologie in consumentenelektronica nog niet aan de orde.<\/p>\n

Quantummachines<\/p>\n

Er wordt verwacht dat neuromorfe processors toepassing zullen vinden in smartphones en apparaten voor het internet der dingen. Tot nu toe is er echter nog geen sprake van grootschalige implementatie van de technologie in consumentenelektronica.<\/p><\/blockquote>\n

<\/p>\n

Quantenmachines<\/h2>\n

\nDe basis van quantumcomputers bestaat uit qubits. Hun werking is gebaseerd op de principes van de quantumfysica \u2014 verstrengeling en superpositie. Superpositie stelt een qubit in staat om gelijktijdig in de toestand van nul en \u00e9\u00e9n te zijn. Verstrengeling is het fenomeen waarbij de toestanden van meerdere qubits met elkaar verbonden zijn. Deze aanpak maakt het mogelijk om operaties met nul en \u00e9\u00e9n gelijktijdig uit te voeren.<\/p>\n

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

Als resultaat \u2014 quantumcomputers lossen een aantal taken veel sneller op dan traditionele systemen. Voorbeelden kunnen zijn<\/a><\/noindex> het bouwen van wiskundige modellen in de financi\u00eble, chemische en medische sectoren, alsook cryptografische operaties.<\/p><\/blockquote>\n

\nTot nu toe wordt de ontwikkeling van quantumcomputing uitgevoerd door een relatief klein aantal bedrijven. Onder hen kan IBM worden genoemd met hun 50-qubit<\/a><\/noindex> quantumcomputer, Intel met 49-qubit<\/a><\/noindex> en InoQ, dat test met een 79-qubit apparaat<\/a><\/noindex>. Ook in dit gebied werken Google<\/a><\/noindex>, Rigetti<\/a><\/noindex> en D-Wave<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Het is nog te vroeg om te spreken over de massale invoering van quantumcomputers. Zelfs als we de hoge kosten van de apparaten buiten beschouwing laten, hebben ze serieuze technologische beperkingen.<\/p>\n

In het bijzonder werken quantummachines bij een temperatuur dichtbij het absolute nulpunt<\/a><\/noindex>. Daarom worden dergelijke apparaten alleen in gespecialiseerde laboratoria ge\u00efnstalleerd. Dit is een noodzakelijke maatregel om de kwetsbare qubits te beschermen, die superpositie slechts enkele seconden kunnen behouden (elke temperatuurfluctuatie leidt tot hun decoherentie<\/a><\/noindex>).<\/p>\n

Hoewel aan het begin van het jaar IBM werd gepresenteerd<\/a><\/noindex> een quantumcomputer presenteerde die in staat zou zijn om buiten het laboratorium te werken met een streng gecontroleerde omgeving \u2014 bijvoorbeeld in lokale datacenters van bedrijven. Maar het is momenteel niet mogelijk om het apparaat te kopen, men kan alleen de rekenkracht ervan huren via een cloudplatform. Het bedrijf belooft dat in de toekomst iedereen deze computer zal kunnen kopen, maar wanneer dat zal gebeuren is nog onbekend.<\/p>\n

\nMaterialen van ons Telegram-kanaal:<\/p>\n