Course quantique

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Pourquoi les pays se font-ils concurrence pour construire les plus gros supercalculateurs ? L'avenir des ordinateurs P6

David Tal, éditeur, futuriste
@DavidTalWrites
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Mardi, 09 / 15 / 2020 - 15: 33

Celui qui contrôle l'avenir de l'informatique possède le monde. Les entreprises technologiques le savent. Les pays le savent. Et c'est pourquoi les partis qui visent à posséder la plus grande empreinte sur notre monde futur sont dans une course paniquée pour construire des supercalculateurs de plus en plus puissants.

Qui gagne ? Et comment exactement tous ces investissements informatiques seront-ils rentables ? Avant d'explorer ces questions, récapitulons l'état du supercalculateur moderne.

Une perspective de supercalculateur

Tout comme par le passé, le superordinateur moyen d'aujourd'hui est une machine massive, comparable en taille à un parking pouvant contenir 40 à 50 voitures, et ils peuvent calculer en une journée la solution aux projets qui prendraient des milliers d'années à l'ordinateur personnel moyen pour résoudre. La seule différence est que, tout comme nos ordinateurs personnels ont mûri en termes de puissance de calcul, nos superordinateurs l'ont également fait.

Pour le contexte, les supercalculateurs d'aujourd'hui rivalisent désormais à l'échelle du pétaflop : 1 kilooctet = 1,000 1 bits 1,000 mégabit = 1 1,000 kilooctets 1 gigabit = 1,000 1 mégabits 1,000 térabit = XNUMX XNUMX gigabits XNUMX pétabit = XNUMX XNUMX térabits

Pour traduire le jargon que vous lirez ci-dessous, sachez qu'un 'Bit' est une unité de mesure de données. Les « octets » sont une unité de mesure pour le stockage d'informations numériques. Enfin, "Flop" signifie opérations en virgule flottante par seconde et mesure la vitesse de calcul. Les opérations en virgule flottante permettent le calcul de très longs nombres, une capacité vitale pour une variété de domaines scientifiques et d'ingénierie, et une fonction pour laquelle les supercalculateurs sont spécifiquement conçus. C'est pourquoi, lorsqu'on parle de superordinateurs, l'industrie utilise le terme « flop ».

Qui contrôle les meilleurs supercalculateurs du monde ?

En ce qui concerne la bataille pour la suprématie des superordinateurs, les pays leaders sont vraiment ceux auxquels on s'attend : principalement les États-Unis, la Chine, le Japon et certains États de l'UE.

Cependant, même si planter une participation dans le top 10 mondial est synonyme de prestige, ce qui compte vraiment, c'est la part d'un pays dans les ressources mondiales de supercalcul, et ici, un pays a pris les devants : la Chine.

Pourquoi les pays se disputent la suprématie des superordinateurs

Basé sur une Classement 2017, la Chine abrite 202 des 500 superordinateurs les plus rapides au monde (40%), tandis que l'Amérique en contrôle 144 (29%). Mais les chiffres signifient moins que l'échelle d'informatique qu'un pays peut exploiter, et là aussi la Chine contrôle une avance considérable ; En plus de posséder deux des trois premiers supercalculateurs (2018), la Chine dispose également de 35 % de la capacité mondiale de supercalcul, contre 30 % pour les États-Unis.

À ce stade, la question naturelle à se poser est : qui s'en soucie ? Pourquoi les pays rivalisent-ils pour construire des superordinateurs toujours plus rapides ?

Eh bien, comme nous le verrons ci-dessous, les supercalculateurs sont un outil habilitant. Ils permettent aux scientifiques et ingénieurs d'un pays de continuer à faire des progrès constants (et parfois des pas de géant) dans des domaines tels que la biologie, les prévisions météorologiques, l'astrophysique, les armes nucléaires, etc.

En d'autres termes, les supercalculateurs permettent au secteur privé d'un pays de construire des offres plus rentables et à son secteur public de fonctionner plus efficacement. Au fil des décennies, ces avancées rendues possibles par les superordinateurs pourraient transformer considérablement la position économique, militaire et géopolitique d'un pays.

À un niveau plus abstrait, le pays qui contrôle la plus grande part de la capacité de supercalcul est propriétaire de l'avenir.

Briser la barrière de l'exaflop

Compte tenu des réalités décrites ci-dessus, il ne devrait pas être surprenant que les États-Unis prévoient un retour.

En 2017, le président Obama a lancé la National Strategic Computing Initiative en tant que partenariat entre le ministère de l'Énergie, le ministère de la Défense et la National Science Foundation. Cette initiative a déjà accordé un total de 258 millions de dollars à six entreprises dans le cadre de la recherche et du développement du premier supercalculateur exaflopique au monde appelé Aurora. (Pour une certaine perspective, cela représente 1,000 500 pétaflops, à peu près la puissance de calcul des 2021 meilleurs superordinateurs du monde combinés, et un billion de fois plus rapide que votre ordinateur portable personnel.) Cet ordinateur devrait sortir vers XNUMX et soutiendra les initiatives de recherche d'organisations comme le Department of Homeland Security, NASA, FBI, National Institutes of Health, etc.

Edit : En avril 2018, le Le gouvernement américain a annoncé 600 millions de dollars pour financer trois nouveaux ordinateurs exaflop :

* Système ORNL livré en 2021 et accepté en 2022 (système ORNL) * Système LLNL livré en 2022 et accepté en 2023 (système LLNL) * Système Potentiel ANL livré en 2022 et accepté en 2023 (système ANL)

Malheureusement pour les États-Unis, la Chine travaille également sur son propre superordinateur exaflopique. Dès lors, la course continue.

Comment les supercalculateurs permettront de futures percées scientifiques

Les supercalculateurs d'hier, d'aujourd'hui et de demain permettent des percées dans toute une gamme de disciplines.

Parmi les améliorations les plus immédiates que le public remarquera, les gadgets de tous les jours commenceront à fonctionner beaucoup plus rapidement et mieux. Les mégadonnées que ces appareils partagent dans le cloud seront traitées plus efficacement par les superordinateurs d'entreprise, de sorte que vos assistants personnels mobiles, comme Amazon Alexa et Google Assistant, commenceront à comprendre le contexte derrière votre discours et répondre parfaitement à vos questions inutilement complexes. Des tonnes de nouveaux appareils portables nous donneront également des pouvoirs incroyables, comme des bouchons d'oreille intelligents qui traduisent instantanément les langues en temps réel, à la manière de Star Trek.

De même, au milieu des années 2020, une fois l'Internet des objets mûrit dans les pays développés, presque tous les produits, véhicules, bâtiments et tout ce qui se trouve dans nos maisons seront connectés au Web. Lorsque cela se produit, votre monde deviendra plus facile.

Par exemple, votre réfrigérateur vous enverra une liste de courses par SMS lorsque vous n'aurez plus de nourriture. Vous entrerez ensuite dans un supermarché, choisirez ladite liste de produits alimentaires et sortirez sans jamais vous engager avec un caissier ou une caisse enregistreuse - les articles seront automatiquement débités de votre compte bancaire à la seconde où vous sortirez du bâtiment. Lorsque vous sortez du parking, un taxi autonome vous attendra déjà avec le coffre ouvert pour ranger vos bagages et vous raccompagner chez vous.

Mais le rôle que ces futurs supercalculateurs joueront au niveau macro sera bien plus important. Quelques exemples :

Simulations numériques: Les supercalculateurs, en particulier à l'échelle exascale, permettront aux scientifiques de construire des simulations plus précises des systèmes biologiques, comme les prévisions météorologiques et les modèles de changement climatique à long terme. De même, nous les utiliserons pour créer de meilleures simulations de trafic qui peuvent aider au développement de voitures autonomes.

Semi-conducteurs: Les puces électroniques modernes sont devenues beaucoup trop complexes pour que des équipes humaines puissent les concevoir efficacement. Pour cette raison, les logiciels informatiques avancés et les superordinateurs jouent un rôle de plus en plus important dans l'architecture des ordinateurs de demain.

L’agriculture: Les futurs superordinateurs permettront le développement de nouvelles plantes résistantes à la sécheresse, à la chaleur et à l'eau salée, ainsi que nutritives - un travail essentiel nécessaire pour nourrir les deux prochains milliards de personnes qui devraient entrer dans le monde d'ici 2050. Pour en savoir plus, consultez notre Avenir de la population humaine série.

Grande pharma: Les sociétés pharmaceutiques auront enfin la capacité de traiter entièrement une vaste gamme de génomes humains, animaux et végétaux qui faciliteront la création de nouveaux médicaments et traitements pour une variété de maladies courantes et moins courantes dans le monde. Ceci est particulièrement utile lors de nouvelles épidémies de virus, comme la peur d'Ebola de 2015 en Afrique de l'Est. Les futures vitesses de traitement permettront aux sociétés pharmaceutiques d'analyser le génome d'un virus et de créer des vaccins personnalisés en quelques jours au lieu de semaines ou de mois. En savoir plus dans notre L'avenir de la santé série.

la sécurité nationale: C'est la principale raison pour laquelle le gouvernement investit autant dans le développement des superordinateurs. Des superordinateurs plus puissants aideront les futurs généraux à créer des stratégies de combat précises pour n'importe quelle situation de combat ; cela aidera à concevoir des systèmes d'armes plus efficaces et aidera les forces de l'ordre et les agences d'espionnage à mieux identifier les menaces potentielles bien avant qu'elles ne puissent nuire aux civils nationaux.

intelligence artificielle

Et puis nous arrivons au sujet controversé de l'intelligence artificielle (IA). Les percées que nous verrons dans la véritable IA au cours des années 2020 et 2030 dépendent entièrement de la puissance brute des futurs supercalculateurs. Mais que se passerait-il si les supercalculateurs auxquels nous avons fait allusion tout au long de ce chapitre pouvaient être rendus obsolètes par une toute nouvelle classe d'ordinateurs ?

Bienvenue dans les ordinateurs quantiques - le dernier chapitre de cette série est à portée de clic.