{"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\/ro\/blog\/news\/kakimi-mogut-byt-vychislitelnye-sistemy-budushhego","title":{"rendered":"Cum ar putea fi sistemele de calcul ale viitorului","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\u00ce\u021bi povestim despre ce nout\u0103\u021bi ar putea ap\u0103rea \u00een centrele de date \u0219i nu numai.<\/h4>\n

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

Se consider\u0103 c\u0103 tranzistorii pe baz\u0103 de siliciu se apropie de limit\u0103 tehnologic\u0103. Ultima dat\u0103 am despre<\/a><\/noindex> discutat despre materialele care ar putea \u00eenlocui siliciul \u0219i am discutat<\/a><\/noindex> despre abord\u0103rile alternative \u00een dezvoltarea tranzistorilor. Ast\u0103zi vorbim despre concepte capabile s\u0103 transforme principiile de func\u021bionare ale sistemelor tradi\u021bionale de calcul: computere cuantice, cipuri neuromorfice \u0219i computere bazate pe ADN<\/b>.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Computerele ADN<\/h2>\n

\nAceasta este o sistem\u0103 care folose\u0219te capacit\u0103\u021bile de calcul ale moleculelor de ADN. Firele de ADN sunt compuse din patru baze azotate: citozina, adenina, guanina \u0219i timina. Prin legarea lor \u00eentr-o anumit\u0103 succesiune, se poate codifica informa\u021bia. Pentru a schimba datele se folosesc enzime speciale care, prin reac\u021bii chimice, extind lan\u021burile de ADN, precum \u0219i le taie \u0219i scurteaz\u0103. Aceste reac\u021bii pot avea loc \u00een diferite p\u0103r\u021bi ale moleculei simultan, ceea ce permite efectuarea de calcul la scar\u0103 paralel\u0103.<\/p>\n

Primul computer bazat pe ADN a fost prezentat \u00een 1994. Profesorul de biologie molecular\u0103 \u0219i \u0219tiin\u021be ale calculatoarelor Leonard Adleman<\/a><\/noindex> (Leonard Adleman) a folosit mai multe eprubete cu miliarde de molecule de ADN pentru a \u00eencerca s\u0103 rezolve problema c\u0103l\u0103torului v\u00e2nz\u0103tor<\/a><\/noindex> pentru un grafic cu \u0219apte v\u00e2rfuri. V\u00e2rfurile \u0219i muchiile sale au fost definite de fragmente de ADN cu dou\u0103zeci de baze azotate, iar apoi a aplicat metoda reac\u021biei \u00een lan\u021b a polimerazei<\/a><\/noindex> (PCR).<\/p>\n

Dezavantajul computerului lui Adleman a fost \u00ab\u00eengustimea\u00bb sa. A fost specializat pentru a rezolva o singur\u0103 problem\u0103 \u0219i nu putea efectua altele. De atunci, situa\u021bia s-a schimbat \u2014 la sf\u00e2r\u0219itul lunii martie, oamenii de \u0219tiin\u021b\u0103 de la Universitatea Maynooth \u0219i de la Institutul Tehnologic Califormian au prezentat<\/a><\/noindex> au dezvoltat un computer, \u00een care datele sunt \u00eenc\u0103rcate sub form\u0103 de secven\u021be ADN \u0219i pot fi reprogramate.<\/p>\n

Sistemul este capabil s\u0103 deschid\u0103 calea pentru un nou tip de sisteme de calcul, fiind nevoie s\u0103 se rezolve problema legat\u0103 de intrarea \u0219i ie\u0219irea lent\u0103 a datelor (procesul secven\u021bierii<\/a><\/noindex> fiind destul de costisitor \u0219i consum\u00e2nd mult timp).<\/p><\/blockquote>\n

\nCu toate acestea, exper\u021bii spun<\/a><\/noindex>, care \u00een viitor computerele cu ADN de dimensiunea desktop-urilor actuale vor dep\u0103\u0219i supercomputerele \u00een ceea ce prive\u0219te performan\u021ba. Acestea vor putea fi utilizate \u00een centrele de date care se ocup\u0103 cu procesarea unor cantit\u0103\u021bi mari de date.<\/p>\n

Procesoare neuromorfice<\/h2>\n

\nTermenul \u201eneuromorf\u201d indic\u0103 faptul c\u0103 arhitectura cipului se bazeaz\u0103 pe principiile de func\u021bionare ale creierului uman. Aceste procesoare imit\u0103 func\u021bionarea a milioane de neuroni cu ramifica\u021biile denumite axoni \u0219i dendrite. Primele sunt responsabile pentru transmiterea informa\u021biei, iar cele din urm\u0103 - pentru percep\u021bia acesteia. Neuronii sunt conecta\u021bi \u00eentre ei prin sinapse - contacte speciale prin care sunt transmise semnalele electrice (impulsurile nervoase).<\/p>\n

Ideea cre\u0103rii sistemelor neuromorfe a ap\u0103rut pentru prima dat\u0103 \u00een anii 1990<\/a><\/noindex>. Dar dezvolt\u0103rile serioase \u00een acest domeniu au \u00eenceput dup\u0103 anii 2000. Speciali\u0219tii de la IBM Research au reu\u0219it<\/a><\/noindex> au ini\u021biat proiectul SyNAPSE, cu scopul de a dezvolta un computer cu o arhitectur\u0103 diferit\u0103 de cea von Neumann. \u00cen cadrul acestui proiect, compania a proiectat cipul TrueNorth<\/a><\/noindex>. Acesta imit\u0103 func\u021bionarea unui milion de neuroni \u0219i 256 de milioane de sinapse.<\/p>\n

Nu doar la IBM se lucreaz\u0103 la procesoare neuromorfe. Compania Intel din 2017 dezvolt\u0103<\/a><\/noindex> cipul Loihi. Acesta con\u021bine 130 de mii de neuroni artificiali \u0219i 130 de milioane de sinapse. Cu un an \u00een urm\u0103, compania a finalizat<\/a><\/noindex> dezvoltarea prototipului fabricat pe un proces tehnologic de 14 nm.<\/p>\n

Dispozitivele neuromorfe permit accelerarea \u00eenv\u0103\u021b\u0103rii re\u021belelor neuronale. Aceste cipuri, spre deosebire de procesoarele clasice, nu trebuie s\u0103 acceseze \u00een mod regulat registrele sau memoria pentru date. Toate informa\u021biile sunt stocate constant \u00een neuronii artificiali. Aceast\u0103 caracteristic\u0103 va permite antrenarea re\u021belelor neuronale local (f\u0103r\u0103 a fi nevoie de conectare la un sistem de stocare cu un set de date de test).<\/p>\n

Se a\u0219teapt\u0103 ca procesoarele neuromorfe s\u0103 fie utilizate \u00een smartphone-uri \u0219i dispozitive IoT. Dar deocamdat\u0103, nu se poate vorbi despre implementarea pe scar\u0103 larg\u0103 a tehnologiei \u00een dispozitivele utilizatorilor.<\/p><\/blockquote>\n

<\/p>\n

Ma\u0219ini cuantice<\/h2>\n

\nBazele calculatoarelor cuantice sunt formate din cubi\u021bi. Func\u021bionarea lor se bazeaz\u0103 pe principiile fizicii cuantice \u2014 entanglement \u0219i superpozi\u021bie. Superpozi\u021bia permite cubitului s\u0103 se afle \u00een starea de zero \u0219i unu simultan. Entanglement-ul este fenomenul prin care st\u0103rile mai multor cubi\u021bi devin interconectate. Aceast\u0103 abordare permite realizarea opera\u021biunilor cu zero \u0219i unu simultan.<\/p>\n

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

Ca rezultat \u2014 calculatoarele cuantice rezolv\u0103 o serie de probleme mult mai repede dec\u00e2t sistemele tradi\u021bionale. Exemplele pot fi<\/a><\/noindex> construirea de modele matematice \u00een domenii financiare, chimice \u0219i medicale, precum \u0219i opera\u021biuni criptografice.<\/p><\/blockquote>\n

\n\u00cen prezent, dezvoltarea calculatoarelor cuantice este gestionat\u0103 de un num\u0103r relativ mic de companii. Dintre acestea, se remarc\u0103 IBM cu calculatorul s\u0103u cu 50 de cubi\u021bi<\/a><\/noindex> Intel cu 49 de cubi\u021bi<\/a><\/noindex> \u0219i InoQ, care testeaz\u0103 un dispozitiv cu 79 de cubi\u021bi<\/a><\/noindex>. De asemenea, \u00een acest domeniu activeaz\u0103 Google<\/a><\/noindex>, Rigetti<\/a><\/noindex> \u0219i D-Wave<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

Despre implementarea la scar\u0103 larg\u0103 a calculatoarelor cuantice este \u00eenc\u0103 prea devreme pentru a discuta. Chiar \u0219i f\u0103r\u0103 a lua \u00een considerare costul ridicat al aparatelor, acestea au limit\u0103ri tehnologice serioase.<\/p>\n

\u00cen special, ma\u0219inile cuantice func\u021bioneaz\u0103 la temperaturi aproape de zero absolut<\/a><\/noindex>. Prin urmare, aceste aparate sunt instalate doar \u00een laboratoare specializate. Aceasta este o m\u0103sur\u0103 necesar\u0103 pentru a proteja cubi\u021bii fragili, care pot men\u021bine superpozi\u021bia timp de c\u00e2teva secunde (orice fluctua\u021bie de temperatur\u0103 duce la decoeren\u021b\u0103<\/a><\/noindex>).<\/p>\n

De\u0219i la \u00eenceputul anului IBM au prezentat<\/a><\/noindex> a anun\u021bat un calculator cuantic capabil s\u0103 func\u021bioneze \u00een afara laboratorului, \u00eentr-un mediu riguros controlat \u2014 de exemplu, \u00een centre de date locale. Dar nu se poate cump\u0103ra aparatul, ci se pot \u00eenchiria resursele sale prin intermediul unei platforme cloud. Compania promite c\u0103 \u00een viitor acest calculator va putea fi achizi\u021bionat de oricine dore\u0219te, dar c\u00e2nd se va \u00eent\u00e2mpla acest lucru \u2014 r\u0103m\u00e2ne de v\u0103zut.<\/p>\n

\nMateriale din canalul nostru Telegram:<\/p>\n