Ihu elu nke mbụ - na gafere ...

N'otu aka ahụ, ha kwesịrị inyere anyị aka imeri cancer, n'ụzọ ziri ezi amụma ihu igwe na master nuclear fusion. N'aka nke ọzọ, e nwere egwu na ha ga-akpata mbibi zuru ụwa ọnụ ma ọ bụ mee ka ihe a kpọrọ mmadụ bụrụ ohu. Ka ọ dị ugbu a, nnukwu anụ ọkụkọ na-enweghị ike ịmepụta ezigbo ihe ọma na nnukwu ihe ọjọọ n'otu oge ahụ.

Na 60s, kọmpụta kacha arụ ọrụ nwere ike megaflops (ọtụtụ nde ebe na-ese n'elu mmiri kwa nkeji). Kọmputa mbụ nwere ike mgbako elu 1 GFLOPS (gigaflops) bụ Cray 2, nke Cray Research mepụtara na 1985. Ihe nlereanya mbụ nwere ike ịgbakọ n'elu 1 TFLOPS (teraflops) bụ ASCI Red, nke Intel kere na 1997. Ike ruru 1 PFLOPS (petaflops) Onye na-eme njem, nke IBM wepụtara na 2008.

Ihe ndekọ ike mgbako ugbu a bụ nke Sunway TaihuLight nke China ma bụrụ 9 PFLOPS.

Agbanyeghị, dị ka ị na-ahụ, igwe kachasị ike erutebeghị ọtụtụ narị petaflops, ọtụtụ mgbe. usoro dị oke njọnke ike ga-ekwesịrị iburu n'uche exaflopsach (EFLOPS), ya bụ. ihe karịrị 1018 arụmọrụ kwa sekọnd. Otú ọ dị, atụmatụ ndị dị otú ahụ ka dị naanị na ọkwa nke ọrụ dị iche iche nke nkọwa.

Mbelata (, floating point arụmọrụ kwa nkeji) bụ otu nke ike mgbako eji eme ihe na ngwa sayensị. Ọ na-agbanwe agbanwe karịa nkeji MIPS ejiribu, nke na-anọchi anya ntuziaka nhazi kwa sekọnd. Flops abụghị otu SI, mana enwere ike ịtụgharị ya dị ka nkeji nke 1/s.

Ị chọrọ exascale maka ọrịa cancer

Otu exaflop, ma ọ bụ otu puku petaflops, karịrị ihe niile 10 supercomputer jikọtara ọnụ. Ndị ọkà mmụta sayensị na-atụ anya na ọgbọ ọhụrụ nke igwe ndị nwere ike dị otú ahụ ga-eweta ọganihu n'akụkụ dị iche iche.

Ike mgbako dị oke ọnụ yana teknụzụ mmụta igwe na-agbanwe ngwa ngwa kwesịrị inye aka dịka ọmụmaatụ. ịgbawa koodu cancer. Ọnụ ego data ndị dọkịta ga-enwerịrị iji chọpụta na ịgwọ ọrịa kansa buru ibu nke na ọ na-esiri kọmputa nkịtị ike ịnagide ọrụ ahụ. N'ime otu biopsy nke a na-ahụkarị, a na-ewere ihe karịrị nde 8, nke ndị dọkịta na-enyocha omume nke etuto ahụ, nzaghachi ya na ọgwụgwọ ọgwụ na mmetụta ọ na-enwe n'ahụ onye ọrịa. Nke a bụ ezigbo oke osimiri data.

kwuru Rick Stevens si US Department of Energy's (DOE) Argonne Laboratory. -

Site na ijikọta nyocha ahụike na ike kọmpụta, ndị ọkà mmụta sayensị na-arụ ọrụ Sistemụ netwọkụ akwara CANDLE (). Nke a na-enye anyị ohere ịkọ ma mepụta atụmatụ ọgwụgwọ ahaziri maka mkpa onye ọrịa ọ bụla. Nke a ga-enyere ndị ọkà mmụta sayensị aka ịghọta ntọala molekụla nke isi mmekọrịta protein, mepụta ụdị amụma nzaghachi ọgwụ, ma tụọ usoro ọgwụgwọ kachasị mma. Argonne kwenyere na sistemụ exascale ga-enwe ike ịme ngwa CANDLE ugboro 50 ruo 100 ngwa ngwa karịa nnukwu ụlọ ọrụ kacha ike mara taa.

Ya mere, anyị na-atụsi anya ike mpụta nke exascale supercomputer. Agbanyeghị, ụdị nke mbụ agaghị apụta na United States. N'ezie, US bụ akụkụ nke agbụrụ ike ha, na obodo ọchịchị na oru ngo a maara dị ka Aurora na-akwado AMD, IBM, Intel na Nvidia, na-agbalị ịga n'ihu ndị asọmpi mba ọzọ. Agbanyeghị, a naghị atụ anya na nke a ga-eme ruo 2021. Ka ọ dị ugbu a, na Jenụwarị 2017, ndị ọkachamara China kwupụtara imepụta ụdị ihe nlegharị anya. Nlereanya na-arụ ọrụ zuru oke nke ngalaba mgbakọ na mwepụ nke ụdị a bụ tianhe-3 – Otú ọ dị, o yighị ka ọ ga-adị njikere n'ime afọ ole na ole sochirinụ.

Ndị China na-ejidesi ike

Nke bụ́ eziokwu bụ na kemgbe afọ 2013, ihe ndị China na-eme n’ụwa abanyela na kọmpụta kacha ike n’ụwa. Ọ chịrị ọtụtụ afọ tianhe-2ma ugbua nkwụ bụ nke a kpọtụrụ aha Ọkụ Sunway Taihu. A kwenyere na igwe abụọ a kachasị ike na Middle Kingdom dị ike karịa supercomputers iri abụọ na otu na Ngalaba Energy US.

Ndị ọkà mmụta sayensị America, n'ezie, chọrọ ị nwetaghachi n'ọkwa ọchịchị nke ha nwere afọ ise gara aga, ma na-arụ ọrụ na usoro ga-enye ha ohere ime nke a. A na-ewu ya na Oak Ridge National Laboratory na Tennessee. Nzukọ (2), kọmpụta supercomputer akwadoro ịrụ ọrụ ma emechaa afọ a. Nke a karịrị ike Sunway TaihuLight. A ga-eji ya nwalee ma mepụta ihe ọhụrụ, ihe siri ike na nke dị mfe, iji ṅomie ime ụwa site na iji ebili mmiri na-eme mkpọtụ, na ịkwado ọrụ astrophysics na-enyocha mmalite nke eluigwe na ala.

2. Atụmatụ ohere nke Summit supercomputer

N'ụlọ nyocha Argonne National nke a kpọtụrụ aha n'elu, ndị ọkà mmụta sayensị na-eme atụmatụ ịrụ ngwa ngwa ọbụna ngwa ngwa. Mara dị ka A21A na-atụ anya na arụmọrụ ga-eru 200 petaflops.

Japan na-ekerekwa òkè n'ọsọ egwuregwu kọmputa. Ọ bụ ezie na n'oge na-adịbeghị anya kpuchiri ya site na asọmpi US na China, ọ bụ obodo a na-ezube ịmalite. Sistemụ ABC (), na-enye 130 petaflops nke ike. Ndị Japan nwere olile anya na enwere ike iji supercomputer dị otú ahụ mepụta AI (ọgụgụ isi) ma ọ bụ mmụta miri emi.

Ka ọ dị ugbu a, nzuko omeiwu Europe ekpebiela iwupụta supercomputer EU maka ijeri euro. Nnukwu anụ ọkụkọ ga-amalite ọrụ ya maka ebe nyocha nke kọntinent anyị na ntụgharị nke 2022 na 2023. A ga-arụ ụgbọ ala n'ime EuroGPK oru ngona mba ndị otu ga-enweta ego owuwu ya - yabụ Poland ga-esonyekwa na ọrụ a. A na-akpọkarị ike ya buru amụma "pre-exascale".

Ka ọ dị ugbu a, dị ka ọkwa 2017 si dị, n'ime narị ise kachasị ngwa ngwa n'ụwa, China nwere igwe 202 dị otú ahụ (40%), na America na-achịkwa 144 (29%).

China na-ejikwa 35% nke ike mgbako ụwa, ma e jiri ya tụnyere 30% na US. Mba ndị na-esote nwere nnukwu kọmputa na ndepụta ahụ bụ Japan (sistemụ 35), Germany (20), France (18) na UK (15). Ọ dị mma ịmara na, n'agbanyeghị obodo ha si, narị ise niile nke supercomputer kachasị ike na-eji ụdị Linux dị iche iche…

Ha ga-emepụta ya n'onwe ha

Supercomputer abụrụla ngwa bara uru na-akwado ụlọ ọrụ sayensị na teknụzụ. Ha na-enyere ndị na-eme nchọpụta na ndị injinia aka inwe ọganihu na-aga n'ihu (na mgbe ụfọdụ ọbụna na-amali elu n'ihu) n'ọhịa dị ka bayoloji, ihu igwe na amụma ihu igwe, astrophysics na ngwa agha nuklia.

Ndị ọzọ dabere na ike ha. N'ime iri afọ ndị na-esote, iji supercomputing nwere ike gbanwee ọnọdụ akụ na ụba, agha na geopolitical nke mba ndị ahụ nwere ohere ịnweta ụdị akụrụngwa dị oke ọnụ.

Ọganihu n'okwu a dị ngwa ngwa na nhazi nke ọgbọ ọhụrụ nke microprocessors aghọworịrị mgbagwoju anya ọbụna maka ọtụtụ ihe onwunwe mmadụ. N’ihi nke a, ngwanrọ kọmputa dị elu na ndị supercomputer na-ekere òkè na-eduga ná mmepe nke kọmputa, gụnyere ndị nwere prefix “super”.

3. Japanese supercomputer

Ndị ụlọ ọrụ na-emepụta ọgwụ ga-enwe ike ịrụ ọrụ nke ọma n'oge na-adịghị anya site na mgbako nwere ike na-ahazi ọnụ ọgụgụ dị ukwuu nke genome mmadụ, anụmanụ na osisi ndị ga-enyere aka ịmepụta ọgwụ ọhụrụ na ọgwụgwọ maka ọrịa dị iche iche.

Ihe ọzọ kpatara (n'ezie otu n'ime isi ihe) mere gọọmentị ji etinye nnukwu ego na mmepe nke supercomputers. Ụgbọ ala na-arụ ọrụ nke ọma ga-enyere ndị isi agha n'ọdịnihu aka ịmepụta atụmatụ ọgụ doro anya na gburugburu ọgụ ọ bụla, mee ka ịmepụta usoro ngwá agha dị irè karị, ma kwadokwa ndị mmanye iwu na ụlọ ọrụ ọgụgụ isi n'ịchọpụta ihe egwu nwere ike tupu oge eruo.

Enweghi ike zuru oke iji meomi ụbụrụ

Ọhụrụ supercomputer kwesịrị inye aka decipher eke supercomputer nke anyị mara ogologo oge - ụbụrụ mmadụ.

Otu ndị ọkà mmụta sayensị mba ụwa mepụtara n'oge na-adịbeghị anya algọridim nke na-anọchite anya nzọụkwụ ọhụrụ dị mkpa n'ichepụta njikọ ụbụrụ ụbụrụ. Ọhụrụ Ọ BỤGHỊ-algorithm, nke akọwara n'akwụkwọ mmeghe nke e bipụtara na Frontiers in Neuroinformatics, a na-atụ anya na ọ ga-eme ka 100 ijeri neurons jikọtara ọnụ nke ụbụrụ mmadụ na kọmputa. Ndị ọkà mmụta sayensị si na German research center Jülich, Norwegian University of Life Sciences, University of Aachen, Japanese RIKEN Institute na Royal Institute of Technology KTH na Stockholm tinyere aka na ọrụ ahụ.

Kemgbe 2014, RIKEN na JUQUEEN supercomputers na Jülich Supercomputing Center na Germany na-eme ihe ngosi netwọkụ akwara buru ibu, na-eme ka njikọ nke ihe dịka 1% nke neurons dị na ụbụrụ mmadụ. Gịnị mere naanị ọtụtụ? Ndị supercomputers nwere ike ịmegharị ụbụrụ niile?

Susanna Kunkel sitere na ụlọ ọrụ Swedish KTH na-akọwa.

N'oge ịme anwansị a, ekwesịrị iziga ike neuron (mkpụmọkụ eletrik dị mkpụmkpụ) na ihe ruru mmadụ 100 niile. obere kọmputa ndị a na-akpọ ọnụ, nke ọ bụla nwere ọtụtụ ihe nhazi na-arụ ọrụ n'ezie. Ọnụ ọ bụla na-enyocha nke n'ime mkpali ndị a bụ nke neurons mebere nke dị na ọnụ ahụ.

4. Nlereanya njikọ ụbụrụ nke neurons, i.e. anyị nọ na mmalite njem anyị (1%)

N'ụzọ doro anya, ọnụ ọgụgụ ebe nchekwa kọmputa nke ndị na-arụ ọrụ chọrọ maka bits ndị a n'otu neuron na-abawanye na nha nke netwọkụ akwara. Ịgafe 1% ịme anwansị nke ụbụrụ mmadụ dum (4) ga-achọ otu narị ugboro karịa ebe nchekwa karịa ihe dị na supercomputer niile taa. Ya mere, ọ ga-ekwe omume ikwu maka ịnweta simulation nke ụbụrụ dum naanị n'ọnọdụ nke supercomputers exascale n'ọdịnihu. Nke a bụ ebe ọgbọ na-esote NEST algorithm kwesịrị ịrụ ọrụ.

TOP 5 supercomputers n'ụwa

1. Sunway TaihuLight - 93 PFLOPS supercomputer ewepụtara na 2016 na Wuxi, China. Ebe ọ bụ na June 2016, ọ nọnyela ndepụta nke TOP500 - supercomputers nwere ike mgbako kachasị elu n'ụwa.

2. Tianhe-2 (Milky Way-2) - supercomputer nwere ike mgbako nke 33,86 PFLOPS, nke NUDT () wuru na China. Kemgbe June 2013

ruo June 2016, ọ bụ supercomputer kacha ọsọ n'ụwa.

3. Piz Daint - atụmatụ nke Cray mepụtara, arụnyere na Switzerland National Supercomputing Center (). Emelitere ya n'oge na-adịbeghị anya - Nvidia Tesla K20X accelerators were ndị ọhụrụ, Tesla P100, nke nyere ohere ịbawanye ike ịgbakọ site na 2017 ruo 9,8 PFLOPS n'oge ọkọchị nke 19,6.

4. Gyokou bụ nnukwu kọmpụta nke ExaScaler na PEZY Computing mepụtara. Dị na Japan Agency for Marine Science and Technology (JAMSTEC) Yokohama Institute of Geosciences; n'otu ala dị ka simulator Ụwa. Ike: 19,14 PFLOPS.

5. Titan - nnukwu kọmputa nwere ike ịgbakọ nke 17,59 PFLOPS nke Cray Inc rụpụtara. ewepụtara ya na Ọktoba 2012 na Oak Ridge National Laboratory na USA. Site na Nọvemba 2012 ruo June 2013, Titan bụ supercomputer kacha ọsọ n'ụwa. Ọ nọ ugbu a n'ọkwa ise, mana ọ ka bụ supercomputer kacha ọsọ na United States.

Ha na-azọkwa ịzọ ọchịchị n'ụka

IBM kwenyere na n'ime afọ ise na-esote, ọ bụghị supercomputers dabere na ibe silicon omenala, mana . Dị ka ndị nyocha ụlọ ọrụ ahụ si kwuo, ụlọ ọrụ ahụ ka na-amalite ịghọta ka a ga-esi jiri kọmputa quantum mee ihe. N'ime naanị afọ ise, a na-atụ anya na ndị injinia ga-achọpụta ngwa mbụ maka igwe ndị a.

Kọmputa quantum na-eji otu mgbako a na-akpọ otu kubit. Conventional semiconductors na-anọchi anya ozi dị ka usoro nke 1s na 0s, ma qubits na-egosipụta quantum Njirimara na nwere ike n'out oge na-eme mgbako dị ka 1s na 0s. Nke a pụtara na qubits abụọ nwere ike n'out oge na-anọchi anya usoro 1-0, 1-1, 0-1. ., 0-0. Ike ịgbakọ na-eto ngwa ngwa na qubit nke ọ bụla, yabụ n'ụzọ doro anya, kọmpụta quantum nwere naanị qubits 50 nwere ike nwee ike ịgbakọ karịa ndị supercomputer kachasị ike n'ụwa.

D-Wave Systems na-ererị kọmpụta quantum, nke ha na-ekwu na e nwere 2 n'ime ha. qubits. Agbanyeghị Ụdị D-Wave (5) na-ese okwu. Ọ bụ ezie na ụfọdụ ndị nchọpụta ejirila ha mee ihe nke ọma, ha agafebeghị kọmputa oge ochie na ọ bara uru naanị maka ụfọdụ nsogbu njikarịcha.

5. D-Wave Quantum Computers

Ọnwa ole na ole gara aga, Google Quantum AI Lab gosipụtara ihe nrụpụta quantum 72-qubit ọhụrụ akpọrọ. cones bristle (6). N'oge na-adịghị anya, ọ nwere ike nweta "oke elu nke quantum," karia supercomputer oge gboo, opekata mpe mgbe a bịara na-edozi nsogbu ụfọdụ. Mgbe igwe nrụpụta quantum gosipụtara ọnụego mperi dị ala n'oge arụ ọrụ, ọ nwere ike ịdị mma karịa supercomputer oge gboo maka ọrụ IT akọwapụtara nke ọma.

6. Bristlecone 72-qubit quantum processor

Ihe na-esote n'ahịrị bụ Google processor, n'ihi na na Jenụwarị, dịka ọmụmaatụ, Intel kwupụtara usoro nke quantum 49-qubit nke ya, na mbụ IBM gosipụtara ụdị 50-qubit. Intel mgbawa, Loihi, ọ bụ ihe ọhụrụ n'ụzọ ndị ọzọ kwa. Ọ bụ sekit agbakwunyere ''neuromorphic'' nke mbụ e mere iji yie ka ụbụrụ mmadụ si amụta na ịghọta. Ọ "na-arụ ọrụ nke ọma" na ọ ga-adị maka ndị mmekọ nyocha ma emechaa afọ a.

Otú ọ dị, nke a bụ nanị mmalite, n'ihi na iji nwee ike ịnagide silicon nnukwu anụ, ị chọrọ z nde qubits. Otu ndị ọkà mmụta sayensị sitere na Mahadum Nkà na ụzụ Dutch dị na Delft na-atụ anya na ụzọ isi nweta ọnụ ọgụgụ dị otú ahụ bụ iji silicon na kọmpụta quantum, n'ihi na ndị òtù ya achọpụtala ihe ngwọta iji silicon mee ihe nhazi quantum.

N'ime ọmụmụ ha, nke e bipụtara n'akwụkwọ akụkọ Nature, ndị otu Dutch na-achịkwa ntụgharị nke otu eletrọn site na iji ike microwave. Na silicon, eletrọn ga-atụgharị elu na ala n'otu oge, na-ejide ya nke ọma. Ozugbo emere nke a, ndị otu ahụ jikọtara elektrọn abụọ ọnụ wee hazie ha ka ha na-agba ọsọ algọridim quantum.

Jisiri ike imepụta ihe dabere na silicon abụọ-bit quantum processor.

Dr Tom Watson, otu n'ime ndị dere akwụkwọ a kọwara BBC. Ọ bụrụ na Watson na ndị otu ya jisie ike na-etinyekwu electrons, ọ nwere ike ibute ọgba aghara qubit processorsnke a ga-ewetara anyị otu nzọụkwụ nso na kọmpụta quantum nke ọdịnihu.

- Onye rụpụtara kọmpụta quantum zuru oke ga-achị ụwa Manas Mukherjee sitere na Mahadum Mba nke Singapore na onye nyocha isi na National Center for Quantum Technology kwuru n'oge na-adịbeghị anya N'ajụjụ ọnụ. Ọsọ n'etiti ụlọ ọrụ teknụzụ kachasị ukwuu na ụlọ nyocha nyocha na-elekwasị anya ugbu a na ihe a na-akpọ nke kacha elu, ebe kọmputa quantum nwere ike ịgbakọ karịa ihe ọ bụla kọmputa kachasị elu nwere ike inye.

Ihe atụ ndị e nyere maka mmezu nke Google, IBM na Intel na-egosi na ụlọ ọrụ si United States (ya mere steeti) na-achịkwa na mpaghara a. Agbanyeghị, n'oge na-adịbeghị anya, webụsaịtị China Alibaba Cloud weputara ikpo okwu igwe ojii dabere na ihe nrụpụta 11-qubit nke na-enye ndị sayensị ohere ịnwale algọridim quantum ọhụrụ. Nke a pụtara na China anaghị eji ntụ kpuchie pears ya n'ọhịa nke mgbakọ na mwepụ quantum.

Otú ọ dị, mbọ iji wuo quantum supercomputer abụghị nanị na-eweta ịnụ ọkụ n'obi maka ohere ọhụrụ, kamakwa na-akpata esemokwu.

Ọnwa ole na ole gara aga, n'oge Mgbakọ Mba Nile na Quantum Teknụzụ na Moscow, Alexander Lvovsky (7) sitere na Russian Quantum Center, onye bụkwa prọfesọ nke physics na Mahadum Calgary dị na Canada, kwuru na kọmputa quantum. ngwá ọrụ mbibina-enweghị ike.

7. Prọfesọ Alexander Lvovsky

Gịnị ka ọ pụtara? Nke mbụ, nchekwa dijitalụ. Ugbu a, ozi dijitalụ niile nwere mmetụta ezoro ezo na ịntanetị iji chekwaa nzuzo nke ndị nwere ihe metụtara. Anyị ahụlarị ikpe ebe ndị hackers nwere ike igbochi data a site na imebi ihe nzuzo ahụ.

Dị ka Lvov si kwuo, mpụta nke kọmpụta quantum ga-eme ka ọrụ ahụ dịkwuo mfe maka ndị omempụ cyber. Ọ dịghị ihe ọ bụla n'ime ihe ezoro ezo nke a maara taa nwere ike ichebe onwe ya pụọ ​​​​na ike mgbakọ nke ezigbo kọmputa.

Ihe ndekọ ahụike, ozi gbasara ego, na ọbụna ihe nzuzo nke gọọmentị na òtù ndị agha ga-adị ngwa ngwa, nke ga-apụta, dị ka Lvovsky na-ekwu, na nkà na ụzụ ọhụrụ nwere ike iyi egwu ụwa dum. Ndị ọkachamara ndị ọzọ kwenyere na egwu ndị Russia enweghị ihe ndabere, ebe ọ bụ na ịmepụta ezigbo quantum supercomputer ga-enyekwa ohere. ibido quantum cryptography, a na-ewere na ọ gaghị emebi emebi.

Ụzọ ọzọ

Na mgbakwunye na teknụzụ kọmputa ọdịnala na mmepe nke sistemu quantum, ụlọ ọrụ dị iche iche na-arụ ọrụ na ụzọ ndị ọzọ maka iwulite supercomputers nke ọdịnihu.

Ụlọ ọrụ America DARPA na-akwado ụlọ ọrụ isii maka ngwọta nhazi kọmputa ọzọ. A na-akpọkarị ihe owuwu a na-eji na igwe ọgbara ọhụrụ architecture von Neumannoh, o meela afọ iri asaa. Nkwado nchekwa maka ndị nyocha mahadum na-achọ ịzụlite ụzọ amamihe dị na ya iji hazie data buru ibu karịa ka ọ dịbu.

Ndokwa na Kọmputa Ndekota Nke a bụ ihe atụ ụfọdụ nke usoro ọhụrụ ndị otu a na-arụ ọrụ. Ọzọ ADA (), nke na-eme ka o kwe omume ime ka mmepe ngwa dị mfe site n'ịgbanwe CPU na ebe nchekwa ihe na modul n'ime otu mgbakọ, kama ịlụ ọgụ na nsogbu nke njikọ ha na motherboard.

N'afọ gara aga, otu ndị nchọpụta si UK na Russia gosipụtara nke ọma na ụdị ahụ "Nzuzu Ime Anwansi"nke ha mejupụtara ìhè na ihe - n'ikpeazụ karịa na "arụmọrụ" ọbụna ndị kasị ike supercomputer.

Ndị ọkà mmụta sayensị sitere na mahadum Britain nke Cambridge, Southampton na Cardiff na ụlọ ọrụ Skolkovo nke Rọshịa ji akụkụ quantum mara dị ka. nke polaritonnke enwere ike ịkọwa dị ka ihe dị n'etiti ìhè na ihe. Nke a bụ ụzọ ọhụrụ maka ịgbakọ kọmputa. Dị ka ndị ọkà mmụta sayensị si kwuo, ọ nwere ike ịbụ ihe ndabere nke ụdị kọmputa ọhụrụ, nke nwere ike idozi ajụjụ ndị na-adịghị agwụ agwụ ugbu a - n'akụkụ dị iche iche dị ka nkà mmụta sayensị, ego na njem mbara igwe. E bipụtara nsonaazụ ọmụmụ ahụ na akwụkwọ akụkọ Nature Materials.

Cheta na supercomputers nke oge a nwere ike ijikwa obere pasent nke nsogbu. Ọbụna kọmpụta nke chepụtara echepụta, ọ bụrụ na emechaa wuo ya, ga-eweta ọsọ ọsọ quadratic maka idozi nsogbu ndị siri ike. Ka ọ dị ugbu a, a na-emepụta polaritons nke na-emepụta "uzuzu ifo" site n'ịkwalite akwa akwa nke gallium, arsenic, indium na aluminom na-acha ọkụ laser.

Electrons dị n'ígwé ndị a na-amịkọrọ ma na-amụnye ìhè nke otu agba. Polaritons dị puku ugboro iri dị ọkụ karịa elektrọn ma nwee ike iru njupụta zuru oke iji wepụta ọnọdụ ọhụrụ a maara dị ka. Bose-Einstein condensate (8). A na-emekọrịta akụkụ nke quantum nke polaritons n'ime ya wee mepụta otu ihe macroscopic quantum nke enwere ike ịchọpụta site na nha fotoluminescence.

8. Eserese na-egosi condensate Bose-Einstein

Ọ tụgharịrị na na steeti a, condensate polariton nwere ike dozie nsogbu njikarịcha nke anyị kwuru mgbe a na-akọwa kọmpụta quantum nke ọma karịa ndị nrụpụta qubit. Ndị na-ede akwụkwọ ọmụmụ British-Russian egosila na dị ka polaritons condense, usoro nke quantum ha dị na nhazi nke kwekọrọ na kacha nta nke ọrụ mgbagwoju anya.

"Anyị nọ na mmalite nke inyocha ikike nke eserese polariton maka idozi nsogbu ndị siri ike," ka onye na-edekọ akwụkwọ akụkọ Nature Materials Prof. Pavlos Lagoudakis, onye isi ụlọ nyocha Hybrid Photonics na Mahadum Southampton. "Ugbu a, anyị na-atụgharị ngwaọrụ anyị ka ọ bụrụ narị ọnụ ọnụ ka anyị na-anwale ike nhazi isi."

N'ime nnwale ndị a sitere na ụwa nke usoro ọkụ na ihe dị aghụghọ, ọbụna ndị na-arụ ọrụ quantum yiri ka ọ siri nhịahụ ma jikọta ya na eziokwu. Dị ka ị pụrụ ịhụ, ọ bụghị nanị na ndị ọkà mmụta sayensị na-arụ ọrụ na supercomputer nke echi na ụgbọ ala nke ụbọchị na-esote echi, ma ha na-eme atụmatụ ihe ga-eme n'echi ya.

N'oge a, iru exascale ga-abụ nnọọ ihe ịma aka, mgbe ahụ, ị ​​ga-eche banyere ihe na-esote dị ịrịba ama na flop scale (9). Dị ka ị nwere ike chepụtara, naanị ịgbakwunye processors na ebe nchekwa na ngwakọta ezughị. Ọ bụrụ na a ga-ekweta ndị ọkà mmụta sayensị, ịnweta ike mgbako dị ike dị otú ahụ ga-eme ka anyị dozie nsogbu ndị anyị maara, dị ka ịchọpụta ọrịa cancer ma ọ bụ nyochaa data nke mbara igwe.

9. Ọdịnihu nke supercomputing

Dakọtara ajụjụ ahụ na azịza ya

Kedu ihe ọzọ?

Ọfọn, na kọmputa quantum, ajụjụ na-ebilite maka ihe e kwesịrị iji ha mee ihe. Dị ka okwu ochie na-ekwu, kọmputa na-edozi nsogbu ndị na-agaghị adị ma e wezụga ha. Yabụ na anyị kwesịrị ibu ụzọ wuo nnukwu igwe ndị a n'ọdịnihu. Mgbe ahụ nsogbu ga-ebilite n'onwe ha.

N'akụkụ dị aṅaa ka kọmpụta quantum nwere ike ịba uru?

Amamịghe echiche. AI () na-arụ ọrụ na ụkpụrụ nke mmụta site na ahụmahụ, nke na-aghọwanye nke ọma ka a na-enweta nzaghachi ruo mgbe mmemme kọmputa na-aghọ "smart." Nzaghachi dabere na ngụkọ nke puru omume nke oke nhọrọ enwere ike. Anyị amatalarị na Lockheed Martin dịka ọmụmaatụ, na-ezube iji kọmpụta D-Wave quantum ya nwalee sọftụwia autopilot nke dị ugbu a dị mgbagwoju anya maka kọmpụta oge gboo, Google na-eji kọmpụta quantum mepụta sọftụwia nwere ike ịmata ọdịiche nke ụgbọ ala na akara ala.

Molecular nlereanya. N'ihi kọmpụta quantum, ọ ga-ekwe omume ịmekọrịta mmekọrịta molekụla nke ọma, na-achọta nhazi kachasị mma maka mmeghachi omume kemịkal. Chemistry Quantum dị mgbagwoju anya nke na kọmpụta dijitalụ ọgbara ọhụrụ nwere ike nyochaa naanị ụmụ irighiri ihe dị mfe. Mmeghachi omume kemịkalụ bụ quantum n'okike n'ihi na ha na-emepụta steeti ndị jikọtara ọnụ nke ukwuu nke na-ejikọta ibe ha, yabụ kọmpụta quantum mepere emepe ga-enwe ike inyocha ọbụlagodi usoro dị mgbagwoju anya. Google enweelarị ọrụ na mpaghara a - ha ejirila hydrogen molecule. Ihe ga-esi na ya pụta ga-abụ ngwaahịa ndị na-arụ ọrụ nke ọma, site na mbara igwe ruo na ọgwụ.

Cryptography. Usoro nchekwa taa na-adabere na ọgbọ mbụ nke ọma. Enwere ike nweta nke a na kọmpụta dijitalụ site na ịchọ ihe ọ bụla nwere ike ime, mana nnukwu oge a chọrọ na-eme ka "nbibi koodu" dị oke ọnụ na enweghị ike. Ka ọ dị ugbu a, kọmpụta quantum nwere ike ime nke a nke ọma karịa igwe dijitalụ, nke pụtara na ụzọ nchekwa nke taa ga-abụ ihe agaghịzi adị. Enwekwara ụzọ nzuzo nke quantum na-ekwe nkwa nke a na-emepụta iji nweta uru nke otu ụzọ nke nchikota quantum. Egosiputala netwọkụ obodo niile n'ọtụtụ mba, ndị ọkà mmụta sayensị China kwuputara n'oge na-adịbeghị anya na ha ezipụla foton ndị gbakọtara ọnụ site na satịlaịtị "quantum" na-efegharị efegharị gaa na ọdụ ọdụ atọ dị iche iche laghachi na Ụwa.

Nlereanya ego. Ahịa nke oge a bụ ụfọdụ n'ime usoro dị mgbagwoju anya dị adị. Ọ bụ ezie na e mepụtara ngwa sayensị na mgbakọ na mwepụ maka nkọwa na njikwa ha, ịdị irè nke ọrụ ndị dị otú ahụ ka na-ezughị ezu n'ihi ọdịiche dị iche iche dị na nkà mmụta sayensị: ọ dịghị ebe a na-achịkwa nke a ga-eme nyocha. Iji dozie nsogbu a, ndị na-etinye ego na ndị nyocha atụgharịla na mgbakọ quantum. Otu uru ozugbo bụ na enweghị usoro nke kọmpụta quantum dabara n'ụdị stochastic nke ahịa ego. Ndị ọchụnta ego na-achọkarị ịtụle nkesa nke nsonaazụ gafeta ọnụọgụ dị ukwuu nke ihe ndapụta na-enweghị usoro.

Amụma ihu igwe. Onye isi akụ na ụba NOAA Rodney F. Weiher na-ekwu na ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ 30% nke US GDP ($ 6 trillion) na-emetụta ozugbo ma ọ bụ na-apụtaghị ìhè ihu igwe. maka mmepụta nri, njem na ịzụ ahịa. Ya mere, ikike ịkọ amụma aura ga-aba uru nke ukwuu n'ọtụtụ ebe, ọ bụghị ịkọ ogologo oge dị maka nchebe megide ọdachi ndị na-emere onwe ha. Ogwe ihu igwe nke mba UK, Met Office, amalitela itinye ego na ụdị ihe ọhụrụ a iji gboo mkpa ike na mkpa ọ ga-egbo mkpa site na 2020, ma bipụta akụkọ maka mkpa ịgbakọ n'onwe ya.

Ihe gbasara physics. Ụdị physics nke akụkụ ahụ na-adịkarị mgbagwoju anya nke ukwuu, ngwọta dị mgbagwoju anya nke na-achọ oge ịgbakọ oge iji mee ka ọnụọgụgụ. Nke a na-eme ka ha dị mma maka mgbakọ quantum, na ndị ọkà mmụta sayensị eritelarị uru na ya. Ndị na-eme nchọpụta sitere na Mahadum Innsbruck na Institute for Quantum Optics na Quantum Information (IQOQI) jiri usoro quantum nwere ike mee ihe ngosi ndị a n'oge na-adịbeghị anya. Dị ka akwụkwọ akụkọ Nature si kwuo, ndị otu ahụ jiri ụdị kọmputa dị mfe nke ions na-arụ ọrụ ezi uche dị na ya, bụ isi nzọụkwụ nke ngụkọ kọmputa ọ bụla. Simulation ahụ gosipụtara nkwekọrịta zuru oke na ezigbo nnwale nke physics akọwara. ka ọkà mmụta physics bụ́ Peter Zoller kwuru. -