Вычислители будущего: квантовые машины, нейроморфные чипы и компьютеры на основе ДНК

Широко распространено мнение о том, что кремниевые транзисторы приближаются к своим технологическим ограничениям. Ранее обсуждались альтернативные материалы и подходы к разработке транзисторов. В настоящем контексте мы с вами рассмотрим концептуальные идеи, способные радикально изменить принципы работы современных вычислительных систем: квантовые машины, нейроморфные чипы и компьютеры на основе дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Последняя концепция предполагает использование молекул ДНК в качестве вычислительного ресурса. ДНК состоит из четырех азотистых оснований: цитозина, аденина, гуанина и тимина, которые, будучи соединенными в определенной последовательности, позволяют кодировать информацию. Для манипуляции данными используются специфические ферменты, способные посредством химических реакций достраивать цепочки ДНК, а также разрезать и укорачивать их.

Читать далее

Является ли наш мир компьютерной симуляцией: гипотезы и размышления

Я собираю фундаментальные тексты мировой литературы, оказывающие влияние на наше мировоззрение и формирование картины мира (проект «Онтол»). В ходе проводимой работы я выдвинул смелую гипотезу. Причем эта статья может оказаться более революционной и значимой для нашего понимания устройства мира, чем взлгяды Коперника или труды Канта. В русскоязычном интернете полная версия текста находилась в крайне хаотичном состоянии. Я отредактировал ее и, получив согласие переводчика, публикую для обсуждения. Речь идет о статье “Are you living in a computer simulation?” Ника Бострома (опубликована в Philosophical Quarterly). В этой статье утверждается, что верно как минимум одно из трех следующих предположений: 1. Человечество с очень высокой вероятностью погибнет до достижения “постчеловеческой” стадии развития; 2. Каждая постчеловеческая цивилизация с большой вероятностью не будет запускать значительное число симуляций своей эволюционной истории (или ее вариантов); 3. Мы почти наверняка живем в компьютерной симуляции.

Читать далее

Инновации на столе: теория столкновения блоков и знаменитый квантовый алгоритм поиска

Недавно ученый-физик обнаружил абсолютно удивительное сходство между простой теорией столкновения твердых тел и хорошо известным квантовым алгоритмом поиска. Каким образом цифры в составе числа π, сталкивающиеся блоки и быстрые квантовые вычисления могут быть связаны? Эта связь была выявлена благодаря двум работам, опубликованным в 2003 году. Они объединяют области динамики, геометрии и быстрых квантовых вычислений, демонстрируя, как даже самые абстрактные и исключительно сложные математические проблемы могут неожиданно находить отражение в физическом мире. Для лучшего понимания этой связи рассмотрим простую модель с двумя металлическими блоками весом 1 кг каждый. Блоки расположены на поверхности без трения, справа от неподвижной стены. Ближайший к стене блок неподвижен, а второй блок скользит к нему справа.

Читать далее

Эффективен ли бизнес по улавливанию и утилизации углекислого газа СО2: физические и экономические аспекты

Группа ученых из семи престижных научных организаций, в том числе знаменитого и известного всем Оксфордского университета и Калифорнийского университета в городе Лос-Анджелесе (UCLA), представила всесторонний анализ состояния и будущего индустрии по улавливанию углекислого газа из атмосферы. Впервые исследователи рассмотрели бизнес-модель “от начала до конца” – от процесса улавливания CO2 до его переработки и использования. Они пришли к выводу, что данная индустрия должна стать одной из ключевых для достижения глобальных целей по снижению выбросов парниковых газов и предотвращению климатической катастрофы.  Актуальность темы улавливания углерода (УУ) в настоящее время неоспорима.  Многие новые компании занимаются разработкой технологий удаления избыточного CO2 из атмосферы для стабилизации климата. В этой связи, статья, о которой идет речь, может помочь систематизировать информацию и выработать стратегию по разработке и оценке различных систем улавливания углерода (СУУ).

Читать далее

Нейросеть и условия ее саморазвития: шесть основных тезисов

Во всей истории исследований искусственного интеллекта доминировали лишь два основных направления: системы экспертных знаний и машинное обучение. Первое направление основывалось на предположении о реальной возможности формализации сложных задач, таких как игра в шахматы, путем внедрения в компьютерную программу опыта лучших игроков в виде стратегий, методов оценки позиции и правил принятия решений. Несмотря на то, что экспертные знания в принципе поддаются формализации, это представляет собой сложную математическую и программистскую задачу. В ходе исследований стало очевидным, что по мере усложнения задачи растет сложность учета и прогнозирования всех возможных факторов в системе правил. Это привело к развитию второго направления – машинного обучения. Вместо использования знаний экспертов, этот подход фокусируется на сборе данных о правильных и неправильных решениях в различных ситуациях.

Читать далее

Новые возможности сетей 6G в голографической передаче видео и тактильных восприятий виртуальных объектов

Данная статья, опубликованная авторитетной технической организацией IEEE, посвящена перспективным возможностям сетей шестого поколения (6G). В ней рассматриваются инновационные технологии, такие как голографическая передача видео и тактильное восприятие различных виртуальных объектов.  Представьте себе, что вместо традиционных видеоконференций с плоскими изображениями собеседников вы можете взаимодействовать с их трехмерными голограммами. Или же веб-сайты, которые позволяют не только просматривать информацию, но и тактильно ощущать ее.  Исследователи в области беспроводной связи 6G активно изучают эти технологические перспективы. По словам доктора Харша Татарии, преподавателя техники связи из Лундского университета (Швеция), сети 6G будут отличаться задержкой, сверхвысокими частотами и скоростью передачи данных до 100 Гбит/с. Вместе со своими коллегами он недавно опубликовал исследование, в котором представлены предварительные параметры проектирования и реализации беспроводных систем 6G.

Читать далее