Orizontul celui dintâi - și dincolo...

Pe de o parte, ar trebui să ne ajute să învingem cancerul, să prezicăm cu exactitate vremea și să stăpânim fuziunea nucleară. Pe de altă parte, există temeri că vor provoca distrugere globală sau vor înrobi omenirea. În momentul de față, totuși, monștrii computaționali sunt încă incapabili să facă un mare bine și un rău universal în același timp.

În anii 60, cele mai eficiente computere aveau puterea megaflops (milioane de operații în virgulă mobilă pe secundă). Primul computer cu putere de procesare mai sus 1 GFLOPS (gigaflops) a fost Cray 2, produs de Cray Research în 1985. Primul model cu putere de procesare peste 1 TFLOPS (teraflops) a fost ASCI Roșu, creat de Intel în 1997. Puterea 1 PFLOPS (petaflops) a fost atinsă Roadrunner, lansat de IBM în 2008.

Recordul actual de putere de calcul aparține chinezești Sunway TaihuLight și este de 9 PFLOPS.

Deși, după cum puteți vedea, cele mai puternice mașini nu au ajuns încă la sute de petaflopi, tot mai multe sisteme exascaleîn care trebuie luată în considerare puterea exaflopsach (EFLOPS), adică aproximativ mai mult de 1018 operații pe secundă. Cu toate acestea, astfel de structuri sunt încă doar la stadiul de proiecte de diferite grade de sofisticare.

REDUCERI (, operații în virgulă mobilă pe secundă) este o unitate de putere de calcul utilizată în principal în aplicații științifice. Este mai versatil decât blocul MIPS folosit anterior, ceea ce înseamnă numărul de instrucțiuni ale procesorului pe secundă. Un flop nu este un SI, dar poate fi interpretat ca o unitate de 1/s.

Ai nevoie de o exascale pentru cancer

Un exaflops, sau o mie de petaflops, este mai mult decât toate primele XNUMX de supercomputere combinate. Oamenii de știință speră că o nouă generație de mașini cu o asemenea putere va aduce descoperiri în diverse domenii.

Puterea de calcul exascale combinată cu tehnologiile de învățare automată care progresează rapid ar trebui să ajute, de exemplu, în cele din urmă descifrați codul cancerului. Cantitatea de date pe care medicii trebuie să le dețină pentru a diagnostica și trata cancerul este atât de mare încât este dificil pentru computerele obișnuite să facă față acestei sarcini. Într-un studiu tipic de biopsie a unei tumori, sunt luate peste 8 milioane de măsurători, în timpul cărora medicii analizează comportamentul tumorii, răspunsul acesteia la tratamentul farmacologic și efectul asupra corpului pacientului. Acesta este un adevărat ocean de date.

a spus Rick Stevens de la Laboratorul Argonne al Departamentului de Energie al SUA (DOE). -

Combinând cercetarea medicală cu puterea de calcul, oamenii de știință lucrează la Sistem de rețea neuronală CANDLE (). Acest lucru vă permite să preziceți și să dezvoltați un plan de tratament adaptat nevoilor individuale ale fiecărui pacient. Acest lucru va ajuta oamenii de știință să înțeleagă baza moleculară a interacțiunilor cheie cu proteine, să dezvolte modele predictive de răspuns la medicamente și să sugereze strategii optime de tratament. Argonne crede că sistemele exascale vor putea rula aplicația CANDLE de 50 până la 100 de ori mai rapid decât cele mai puternice supermașini cunoscute astăzi.

Prin urmare, așteptăm cu nerăbdare apariția supercalculatoarelor exascale. Cu toate acestea, primele versiuni nu vor apărea neapărat în SUA. Desigur, SUA este în cursa pentru a le crea, iar guvernul local într-un proiect cunoscut sub numele de auroră cooperează cu AMD, IBM, Intel și Nvidia, străduindu-se să treacă înaintea concurenților străini. Cu toate acestea, acest lucru nu este de așteptat să se întâmple înainte de 2021. Între timp, în ianuarie 2017, experții chinezi au anunțat crearea unui prototip exascale. Un model complet funcțional al acestui tip de unitate de calcul este − Tianhe-3 - cu toate acestea, este puțin probabil să fie gata în următorii câțiva ani.

Chinezii se țin strâns

Cert este că din 2013, evoluțiile chineze au ajuns în fruntea listei celor mai puternice computere din lume. A dominat ani de zile Tianhe-2iar acum palma aparţine celor amintite Sunway TaihuLight. Se crede că aceste două mașini cele mai puternice din Regatul de Mijloc sunt mult mai puternice decât toate cele douăzeci și unu de supercalculatoare din Departamentul de Energie al SUA.

Oamenii de știință americani, desigur, doresc să recâștige poziția de lider pe care o dețineau acum cinci ani și lucrează la un sistem care le va permite să facă acest lucru. Este construit la Laboratorul Național Oak Ridge din Tennessee. Vârf (2), un supercomputer programat pentru punerea în funcțiune în cursul acestui an. Depășește puterea Sunway TaihuLight. Acesta va fi folosit pentru a testa și dezvolta noi materiale care sunt mai puternice și mai ușoare, pentru a simula interiorul Pământului folosind unde acustice și pentru a sprijini proiecte de astrofizică care investighează originea universului.

2. Planul spațial al supercomputerului Summit

La Laboratorul Național Argonne menționat, oamenii de știință plănuiesc în curând să construiască un dispozitiv și mai rapid. Cunoscut ca A21Performanța este de așteptat să atingă 200 de petaflopi.

Japonia participă și ea la cursa supercomputerelor. Deși a fost oarecum umbrită recent de rivalitatea SUA-China, această țară este cea care intenționează să lanseze Sistem ABKI (), oferind 130 de petaflopi de putere. Japonezii speră că un astfel de supercomputer poate fi folosit pentru a dezvolta AI (inteligență artificială) sau învățarea profundă.

Între timp, Parlamentul European tocmai a decis să construiască un supercomputer de miliarde de euro din UE. Acest monstru de calcul își va începe activitatea pentru centrele de cercetare de pe continentul nostru la începutul anilor 2022 și 2023. Mașina va fi construită în interior Proiectul EuroGPCiar construcția sa va fi finanțată de statele membre – așa că și Polonia va participa la acest proiect. Puterea sa prezisă este denumită în mod obișnuit „pre-exascală”.

Până acum, conform clasamentului din 2017, dintre cele mai rapide cinci sute de supercalculatoare din lume, China are 202 astfel de mașini (40%), în timp ce America controlează 144 (29%).

China folosește, de asemenea, 35% din puterea de calcul a lumii, comparativ cu 30% în SUA. Următoarele țări cu cele mai multe supercalculatoare de pe listă sunt Japonia (35 de sisteme), Germania (20), Franța (18) și Marea Britanie (15). Merită remarcat faptul că, indiferent de țara de origine, toate cele cinci sute dintre cele mai puternice supercomputere folosesc versiuni diferite de Linux...

Ei se proiectează singuri

Supercalculatoarele sunt deja un instrument valoros care sprijină industriile științifice și tehnologice. Acestea le permit cercetătorilor și inginerilor să facă progrese constante (și uneori chiar salturi uriașe înainte) în domenii precum biologia, prognoza meteo și climatică, astrofizică și armele nucleare.

Restul depinde de puterea lor. În următoarele decenii, utilizarea supercalculatoarelor poate schimba semnificativ situația economică, militară și geopolitică a acelor țări care au acces la acest tip de infrastructură de ultimă generație.

Progresul în acest domeniu este atât de rapid încât proiectarea noilor generații de microprocesoare a devenit deja prea dificilă chiar și pentru numeroase resurse umane. Din acest motiv, software-ul avansat de calculator și supercalculatoarele joacă din ce în ce mai mult un rol principal în dezvoltarea computerelor, inclusiv a celor cu prefixul „super”.

3. supercalculator japonez

Companiile farmaceutice vor putea în curând să opereze pe deplin datorită superputerilor de calcul procesând un număr mare de genomi umani, animale și plante care vor ajuta la crearea de noi medicamente și tratamente pentru diferite boli.

Un alt motiv (de fapt unul dintre principalele) pentru care guvernele investesc atât de mult în dezvoltarea supercalculatoarelor. Vehiculele mai eficiente vor ajuta viitorii lideri militari să dezvolte strategii clare de luptă în orice situație de luptă, să permită dezvoltarea unor sisteme de arme mai eficiente și să sprijine agențiile de aplicare a legii și de informații în identificarea potențialelor amenințări în avans.

Nu este suficientă putere pentru simularea creierului

Noile supercalculatoare ar trebui să ajute la descifrarea supercomputerului natural cunoscut de noi de mult timp - creierul uman.

O echipă internațională de oameni de știință a dezvoltat recent un algoritm care reprezintă un nou pas important în modelarea conexiunilor neuronale ale creierului. Nou FĂRĂ algoritm, descris într-o lucrare cu acces deschis publicat în Frontiers in Neuroinformatics, este de așteptat să simuleze 100 de miliarde de neuroni ai creierului uman interconectați pe supercomputere. În lucrare au fost implicați oameni de știință de la centrul de cercetare german Jülich, Universitatea Norvegiană de Științe ale Vieții, Universitatea din Aachen, Institutul japonez RIKEN și Institutul Regal de Tehnologie KTH din Stockholm.

Din 2014, pe supercalculatoarele RIKEN și JUQUEEN au fost rulate simulări de rețele neuronale la scară largă la Centrul de Supercomputing Jülich din Germania, simulând conexiunile a aproximativ 1% dintre neuronii din creierul uman. De ce doar atât de mulți? Pot supercalculatoarele să simuleze întregul creier?

Susanne Kunkel de la compania suedeză KTH explică.

În timpul simulării, un potențial de acțiune al neuronilor (impulsuri electrice scurte) trebuie trimis la aproximativ toate cele 100 de persoane. calculatoare mici, numite noduri, fiecare echipat cu un număr de procesoare care efectuează calculele efective. Fiecare nod verifică care dintre aceste impulsuri sunt legate de neuronii virtuali care există în acest nod.

4. Modelarea conexiunilor cerebrale ale neuronilor, i.e. suntem abia la inceputul calatoriei (1%)

Evident, cantitatea de memorie de calculator necesară procesoarelor pentru acești biți suplimentari pe neuron crește odată cu dimensiunea rețelei neuronale. Pentru a depăși simularea de 1% a întregului creier uman (4) ar necesita De XNUMX de ori mai multă memorie decât ceea ce este disponibil în toate supercalculatoarele astăzi. Prin urmare, s-ar putea vorbi despre obținerea unei simulări a întregului creier doar în contextul viitoarelor supercalculatoare exascale. Aici ar trebui să funcționeze următoarea generație de algoritm NEST.

TOP-5 supercalculatoare din lume

1. Sanway TaihuLight – Un supercomputer de 93 PFLOPS lansat în 2016 în Wuxi, China. Din iunie 2016, acesta se află în fruntea topului TOP500 al supercalculatoarelor cu cea mai mare putere de calcul din lume.

2. Tianhe-2 (Calea Lactee-2) este un supercalculator cu o putere de calcul de 33,86 PFLOPS construit de NUDT () în China. Din iunie 2013

până în iunie 2016, a fost cel mai rapid supercomputer din lume.

3. Pease Dynt - un design dezvoltat de Cray, instalat la Centrul Național de Supercomputing Elvețian (). Acesta a fost recent modernizat - acceleratoarele Nvidia Tesla K20X au fost înlocuite cu altele noi, Tesla P100, ceea ce a făcut posibilă creșterea puterii de calcul de la 2017 la 9,8 PFLOPS în vara anului 19,6.

4. Gyokou este un supercalculator dezvoltat de ExaScaler și PEZY Computing. Situat la Agenția Japoneză pentru Științe și Tehnologie Marine (JAMSTEC) a Institutului de Geoștiințe Yokohama; la același etaj cu simulatorul Pământului. Putere: 19,14 PFLOP.

5. Titan este un supercomputer de 17,59 PFLOPS produs de Cray Inc. și lansat în octombrie 2012 la Laboratorul Național Oak Ridge din Statele Unite. Din noiembrie 2012 până în iunie 2013, Titan a fost cel mai rapid supercomputer din lume. În prezent se află pe locul cinci, dar este încă cel mai rapid supercomputer din SUA.

De asemenea, ei concurează pentru supremația cuantică

IBM crede că, în următorii cinci ani, nu supercalculatoarele bazate pe cipuri tradiționale de siliciu, dar va începe difuzarea. Industria abia începe să înțeleagă cum pot fi utilizate computerele cuantice, potrivit cercetătorilor companiei. Se așteaptă ca inginerii să descopere primele aplicații majore pentru aceste mașini în doar cinci ani.

Calculatoarele cuantice folosesc o unitate de calcul numită kubitem. Semiconductori obișnuiți reprezintă informații sub formă de secvențe de 1 și 0, în timp ce qubiții prezintă proprietăți cuantice și pot efectua simultan calcule ca 1 și 0. Aceasta înseamnă că doi qubiți pot reprezenta simultan secvențe de 1-0, 1-1, 0-1. . ., 0-0. Puterea de calcul crește exponențial cu fiecare qubit, așa că, teoretic, un computer cuantic cu doar 50 de qubiți ar putea avea mai multă putere de procesare decât cele mai puternice supercalculatoare din lume.

D-Wave Systems vinde deja un computer cuantic, dintre care se spune că ar fi 2. qubiți. in orice caz Copii D-Wave(5) sunt discutabile. Deși unii cercetători le-au folosit în mod adecvat, încă nu au depășit computerele clasice și sunt utile doar pentru anumite clase de probleme de optimizare.

5. Calculatoare cuantice D-Wave

Acum câteva luni, Google Quantum AI Lab a prezentat un nou procesor cuantic de 72 de qubiți numit conuri de peri (6). S-ar putea să obțină în curând „supremația cuantică” depășind un supercomputer clasic, cel puțin atunci când vine vorba de rezolvarea unor probleme. Atunci când un procesor cuantic demonstrează o rată de eroare suficient de scăzută în funcționare, poate fi mai eficient decât un supercomputer clasic cu o sarcină IT bine definită.

6. Procesor cuantic Bristlecone 72 qubit

Următorul în linie a fost procesorul Google, deoarece în ianuarie, de exemplu, Intel și-a anunțat propriul sistem cuantic de 49 de qubiți, iar anterior IBM a introdus o versiune de 50 de qubiți. cip intel, Loihi, este inovator și în alte moduri. Este primul circuit integrat „neuromorf” conceput pentru a imita modul în care creierul uman învață și înțelege. Este „pe deplin funcțional” și va fi disponibil pentru partenerii de cercetare mai târziu în acest an.

Cu toate acestea, acesta este doar începutul, deoarece pentru a putea face față monștrilor de siliciu, aveți nevoie de z milioane de qubiți. Un grup de oameni de știință de la Universitatea Tehnică Olandeză din Delft speră că modalitatea de a obține o astfel de amploare este utilizarea siliciului în computerele cuantice, deoarece membrii lor au găsit o soluție cum să folosească siliciul pentru a crea un procesor cuantic programabil.

În studiul lor, publicat în revista Nature, echipa olandeză a controlat rotația unui singur electron folosind energia microundelor. În siliciu, electronul s-ar învârti în sus și în jos în același timp, ținându-l efectiv pe loc. Odată ce acest lucru a fost realizat, echipa a conectat doi electroni împreună și i-a programat pentru a rula algoritmi cuantici.

A fost posibil să se creeze pe bază de siliciu procesor cuantic pe doi biți.

Dr Tom Watson, unul dintre autorii studiului, a explicat BBC. Dacă Watson și echipa sa reușesc să fuzioneze și mai mulți electroni, ar putea duce la o rebeliune. procesoare qubitacest lucru ne va aduce cu un pas mai aproape de computerele cuantice ale viitorului.

- Cine construiește un computer cuantic pe deplin funcțional va conduce lumea Manas Mukherjee de la Universitatea Națională din Singapore și investigator principal la Centrul Național pentru Tehnologia Cuantică a declarat recent într-un interviu. Cursa dintre cele mai mari companii de tehnologie și laboratoarele de cercetare este în prezent concentrată pe așa-numitele supremația cuantică, punctul în care un computer cuantic poate efectua calcule dincolo de orice pot oferi cele mai avansate computere moderne.

Exemplele de mai sus ale realizărilor Google, IBM și Intel indică faptul că companiile din Statele Unite (și, prin urmare, statul) domină în acest domeniu. Cu toate acestea, Alibaba Cloud din China a lansat recent o platformă de cloud computing bazată pe procesoare de 11 qubiți, care permite oamenilor de știință să testeze noi algoritmi cuantici. Aceasta înseamnă că China în domeniul blocurilor de calcul cuantic, de asemenea, nu acoperă perele cu cenuşă.

Cu toate acestea, eforturile de a crea supercalculatoare cuantice nu sunt doar entuziasmate de noile posibilități, ci provoacă și controverse.

În urmă cu câteva luni, în cadrul Conferinței Internaționale despre Tehnologii Cuantice de la Moscova, Alexander Lvovsky (7) de la Centrul Cuantic din Rusia, care este și profesor de fizică la Universitatea din Calgary din Canada, a declarat că calculatoarele cuantice instrument de distrugerefără a crea.

7. Profesorul Alexander Lvovsky

Ce a vrut să spună? În primul rând, securitatea digitală. În prezent, toate informațiile digitale sensibile transmise prin Internet sunt criptate pentru a proteja confidențialitatea părților interesate. Am văzut deja cazuri în care hackerii ar putea intercepta aceste date prin ruperea criptării.

Potrivit Lvov, apariția unui computer cuantic nu va face decât să ușureze infractorii cibernetici. Niciun instrument de criptare cunoscut astăzi nu se poate proteja de puterea de procesare a unui computer cuantic real.

Dosarele medicale, informațiile financiare și chiar secretele guvernelor și organizațiilor militare ar fi disponibile într-o cratiță, ceea ce ar însemna, după cum notează Lvovsky, că noua tehnologie ar putea amenința întreaga ordine mondială. Alți experți cred că temerile rușilor sunt nefondate, deoarece crearea unui supercomputer cuantic real va permite și inițiază criptografia cuantică, este considerat indestructibil.

O altă abordare

Pe lângă tehnologiile computerizate tradiționale și dezvoltarea sistemelor cuantice, diferite centre lucrează la alte metode de construire a supercalculatoarelor viitorului.

Agenția americană DARPA finanțează șase centre pentru soluții alternative de proiectare a computerelor. Arhitectura folosită în mașinile moderne este numită în mod convențional arhitectura von NeumannOh, are deja șaptezeci de ani. Sprijinul organizației de apărare pentru cercetătorii universităților urmărește să dezvolte o abordare mai inteligentă pentru gestionarea unor cantități mari de date decât oricând.

Buffering și calcul paralel Iată câteva exemple ale noilor metode la care lucrează aceste echipe. O alta ADA (), ceea ce facilitează dezvoltarea aplicațiilor prin conversia procesorului și a componentelor de memorie cu module într-un singur ansamblu, mai degrabă decât să se ocupe de problemele conexiunii lor pe placa de bază.

Anul trecut, o echipă de cercetători din Marea Britanie și Rusia a demonstrat cu succes că tipul „Praf magic”din care sunt compuse lumina si materia - în cele din urmă superioare ca „performanță” chiar și celor mai puternice supercomputere.

Oamenii de știință de la universitățile britanice din Cambridge, Southampton și Cardiff și de la Institutul Rus Skolkovo au folosit particule cuantice cunoscute ca polaritonicare poate fi definit ca ceva între lumină și materie. Aceasta este o abordare complet nouă a computerului. Potrivit oamenilor de știință, poate sta la baza unui nou tip de computer capabil să rezolve întrebări nerezolvabile în prezent - în diverse domenii, precum biologie, finanțe și călătorii în spațiu. Rezultatele studiului sunt publicate în revista Nature Materials.

Amintiți-vă că supercalculatoarele de astăzi pot face față doar unei mici părți din probleme. Chiar și un computer cuantic ipotetic, dacă va fi construit în cele din urmă, va oferi în cel mai bun caz o accelerare pătratică pentru rezolvarea celor mai complexe probleme. Între timp, polaritonii care creează „praf de zână” sunt creați prin activarea straturilor de atomi de galiu, arsen, indiu și aluminiu cu raze laser.

Electronii din aceste straturi absorb și emit lumină de o anumită culoare. Polaritonii sunt de zece mii de ori mai ușori decât electronii și pot atinge o densitate suficientă pentru a da naștere unei noi stări a materiei cunoscută sub numele de Condensat Bose-Einstein (opt). Fazele cuantice ale polaritonilor din acesta sunt sincronizate și formează un singur obiect cuantic macroscopic, care poate fi detectat prin măsurători de fotoluminiscență.

8. Grafic care prezintă un condensat Bose-Einstein

Se pare că în această stare specială, un condensat de polariton poate rezolva problema de optimizare pe care am menționat-o când descriem computerele cuantice mult mai eficient decât procesoarele bazate pe qubit. Autorii studiilor britanice-ruse au arătat că, pe măsură ce polaritonii se condensează, fazele lor cuantice sunt dispuse într-o configurație corespunzătoare minimului absolut al unei funcții complexe.

„Suntem la începutul explorării potențialului diagramelor de polariton pentru rezolvarea problemelor complexe”, scrie coautorul Nature Materials Prof. Pavlos Lagoudakis, șeful Laboratorului de fotonică hibridă de la Universitatea din Southampton. „În prezent, scalam dispozitivul nostru la sute de noduri în timp ce testăm puterea de procesare de bază.”

În aceste experimente din lumea fazelor cuantice subtile ale luminii și materiei, chiar și procesoarele cuantice par a fi ceva neîndemânatic și ferm conectat cu realitatea. După cum puteți vedea, oamenii de știință nu lucrează doar la supercalculatoarele de mâine și la mașinile de poimâine, ci deja planifică ceea ce se va întâmpla poimâine.

În acest moment, atingerea exascalei va fi o provocare, apoi te vei gândi la următoarele etape de pe scara flopului (9). După cum probabil ați ghicit, doar adăugarea de procesoare și memorie nu este suficientă. Dacă e de crezut oamenii de știință, obținerea unei puteri de calcul atât de puternice ne va permite să rezolvăm megaprobleme cunoscute de noi, cum ar fi descifrarea cancerului sau analiza datelor astronomice.

9. Viitorul supercalculaturii

Potriviți întrebarea cu răspunsul

Ce urmeaza?

Ei bine, în cazul calculatoarelor cuantice, apar întrebări pentru ce ar trebui să fie folosite. Conform vechiului zical, computerele rezolvă probleme care nu ar exista fără ele. Deci probabil că ar trebui să construim mai întâi aceste supermașini futuriste. Atunci problemele vor apărea de la sine.

În ce domenii pot fi utile computerele cuantice?

Inteligență artificială. AI () funcționează pe principiul învățării prin experiență, care devine din ce în ce mai precis pe măsură ce se primește feedback și până când programul de calculator devine „inteligent”. Feedback-ul se bazează pe calculele probabilităților unui număr de opțiuni posibile. Știm deja că Lockheed Martin, de exemplu, intenționează să folosească computerul său cuantic D-Wave pentru a testa software-ul de pilot automat, care este în prezent prea complex pentru computerele clasice, iar Google folosește un computer cuantic pentru a dezvolta software care poate distinge mașinile de repere.

Modelare moleculară. Datorită calculatoarelor cuantice, va fi posibilă modelarea cu acuratețe a interacțiunilor moleculare, căutând configurațiile optime pentru reacțiile chimice. Chimia cuantică este atât de complexă încât computerele digitale moderne pot analiza doar cele mai simple molecule. Reacțiile chimice sunt de natură cuantică, deoarece creează stări cuantice extrem de încurcate care se suprapun, astfel încât computerele cuantice complet dezvoltate pot evalua cu ușurință chiar și cele mai complexe procese. Google are deja evoluții în acest domeniu - au modelat molecula de hidrogen. Rezultatul vor fi produse mai eficiente, de la panouri solare la medicamente.

Criptografie. Sistemele de securitate astăzi depind de generarea primară eficientă. Acest lucru poate fi realizat cu calculatoarele digitale analizând fiecare factor posibil, dar timpul necesar pentru a face acest lucru face ca „defalcarea codului” să fie costisitoare și nepractică. Între timp, computerele cuantice pot face acest lucru exponențial, mai eficient decât mașinile digitale, ceea ce înseamnă că metodele de securitate de astăzi vor deveni în curând învechite. Există, de asemenea, metode promițătoare de criptare cuantică care sunt dezvoltate pentru a profita de natura unidirecțională a încurcăturii cuantice. Rețelele la nivel de oraș au fost deja demonstrate în mai multe țări, iar oamenii de știință chinezi au anunțat recent că trimit cu succes fotoni încâlciți de la un satelit „cuantic” în orbită către trei stații de bază separate înapoi pe Pământ.

Modelare financiară. Piețele moderne sunt printre cele mai complexe sisteme existente. Deși aparatul științific și matematic pentru descrierea și controlul lor a fost dezvoltat, eficacitatea unor astfel de activități este încă în mare măsură insuficientă din cauza diferenței fundamentale dintre disciplinele științifice: nu există un mediu controlat în care să poată fi efectuate experimente. Pentru a rezolva această problemă, investitorii și analiștii au apelat la calculul cuantic. Un avantaj imediat este că caracterul aleatoriu inerent computerelor cuantice este în concordanță cu natura stocastică a piețelor financiare. Investitorii doresc adesea să evalueze distribuția rezultatelor într-un număr foarte mare de scenarii generate aleatoriu.

Prognoza meteo. Economistul șef al NOAA Rodney F. Weiher susține că aproape 30% din PIB-ul SUA (6 trilioane de dolari) depinde direct sau indirect de vreme. pentru producția de alimente, transport și vânzare cu amănuntul. Astfel, capacitatea de a prezice mai bine aura ar fi foarte utilă în multe zone, ca să nu mai vorbim de timpul mai lung alocat protecției dezastrelor naturale. Brațul meteorologic național al Marii Britanii, Met Office, a început deja să investească în astfel de inovații pentru a satisface nevoile de putere și scalabilitate cu care va trebui să facă față din 2020 și a publicat un raport privind propriile nevoi de calcul exascale.

Fizica particulelor. Modelele de fizică a particulelor solide sunt adesea soluții extrem de complexe, complicate, care necesită mult timp de calcul pentru simulările numerice. Acest lucru le face ideale pentru calculul cuantic, iar oamenii de știință au valorificat deja acest lucru. Cercetătorii de la Universitatea din Innsbruck și Institutul pentru Optică Cuantică și Informații Cuantice (IQOQI) au folosit recent un sistem cuantic programabil pentru a efectua această simulare. Potrivit unei publicații din Nature, grupul a folosit o versiune simplă a unui computer cuantic în care ionii executau operații logice, pașii de bază ai oricărui calcul computerizat. Simularea a arătat acordul complet cu experimentele reale ale fizicii descrise. spune fizicianul teoretician Peter Zoller. -