Kwantumrun

BEELDKREDIET: Kwantumrun

Waarom concurreren landen om de grootste supercomputers te bouwen? Toekomst van computers P6

David Tal, uitgever, futurist
@DavidTalWrites
LinkedIn

Tue, 09 / 15 / 2020 - 15: 33

Wie de toekomst van computers controleert, bezit de wereld. Techbedrijven weten het. Landen weten het. En dat is de reden waarom die partijen die ernaar streven de grootste voetafdruk op onze toekomstige wereld te bezitten, in paniek verwikkeld zijn in een race om steeds krachtigere supercomputers te bouwen.

Wie wint er? En hoe gaan al deze computerinvesteringen precies renderen? Laten we, voordat we deze vragen onderzoeken, de toestand van de moderne supercomputer samenvatten.

Een supercomputerperspectief

Net als in het verleden is de gemiddelde supercomputer van vandaag een enorme machine, vergelijkbaar in grootte met een parkeerplaats voor 40-50 auto's, en ze kunnen in een dag de oplossing berekenen voor projecten waar de gemiddelde personal computer duizenden jaren over zou doen om oplossen. Het enige verschil is dat net zoals onze personal computers volwassen zijn geworden in rekenkracht, dat ook onze supercomputers zijn.

Voor de context: de supercomputers van vandaag concurreren nu op petaflop-schaal: 1 Kilobyte = 1,000 bits 1 Megabit = 1,000 kilobytes 1 Gigabit = 1,000 Megabits 1 Terabit = 1,000 Gigabits 1 Petabit = 1,000 Terabits

Om het jargon te vertalen dat je hieronder leest, weet dat een 'Bit' een eenheid is voor het meten van gegevens. 'Bytes' zijn een maateenheid voor digitale informatieopslag. Ten slotte staat 'Flop' voor drijvende-kommabewerkingen per seconde en meet de rekensnelheid. Drijvende-kommabewerkingen maken het berekenen van zeer lange getallen mogelijk, een essentiële vaardigheid voor een verscheidenheid aan wetenschappelijke en technische gebieden, en een functie waarvoor supercomputers specifiek zijn gebouwd. Dit is de reden waarom, wanneer het over supercomputers gaat, de industrie de term 'flop' gebruikt.

Wie bestuurt 's werelds beste supercomputers?

Als het gaat om de strijd om de suprematie van supercomputers, zijn de leidende landen echt wie je zou verwachten: voornamelijk de Verenigde Staten, China, Japan en bepaalde EU-landen.

Maar hoeveel prestige het planten van een aandeel in de wereldwijde top 10 ook heeft, wat er echt toe doet, is het aandeel van een land in 's werelds supercomputerbronnen, en hier heeft één land vooruitgang geboekt: China.

Waarom landen strijden om de suprematie van supercomputers?

Gebaseerd op een 2017 ranglijst, is China de thuisbasis van 202 van 's werelds snelste 500 supercomputers (40%), terwijl Amerika 144 (29%). Maar cijfers betekenen minder dan de schaal van computers die een land kan exploiteren, en ook hier heeft China een leidende voorsprong; naast het bezit van twee van de top drie supercomputers (2018), heeft China ook 35 procent van 's werelds supercomputercapaciteit, vergeleken met de 30 procent van de VS.

Op dit punt is de natuurlijke vraag om te stellen: who cares? Waarom concurreren landen om het bouwen van steeds snellere supercomputers?

Welnu, zoals we hieronder zullen uiteenzetten, zijn supercomputers een hulpmiddel. Ze stellen de wetenschappers en ingenieurs van een land in staat om gestage vooruitgang te blijven boeken (en soms enorme sprongen voorwaarts) op gebieden als biologie, weersvoorspellingen, astrofysica, kernwapens en meer.

Met andere woorden, supercomputers stellen de private sector van een land in staat om meer winstgevende aanbiedingen op te bouwen en de publieke sector om efficiënter te werken. In de loop van tientallen jaren kunnen deze door supercomputers ondersteunde ontwikkelingen de economische, militaire en geopolitieke status van een land aanzienlijk veranderen.

Op een meer abstract niveau is het land dat het grootste deel van de supercomputercapaciteit beheert, eigenaar van de toekomst.

De exaflop-barrière doorbreken

Gezien de hierboven geschetste realiteit, zou het geen verrassing moeten zijn dat de VS een comeback plannen.

In 2017 lanceerde president Obama het National Strategic Computing Initiative als een partnerschap tussen het ministerie van Energie, het ministerie van Defensie en de National Science Foundation. Dit initiatief heeft al in totaal $ 258 miljoen toegekend aan zes bedrijven in een poging om 's werelds eerste exaflop-supercomputer genaamd Aurora. (Voor een bepaald perspectief is dat 1,000 petaflops, ongeveer de rekenkracht van 's werelds top 500 supercomputers samen, en een biljoen keer sneller dan uw persoonlijke laptop.) Deze computer wordt rond 2021 uitgebracht en ondersteunt de onderzoeksinitiatieven van organisaties zoals de Department of Homeland Security, NASA, de FBI, de National Institutes of Health en meer.

Bewerken: in april 2018, de Amerikaanse regering aangekondigd $ 600 miljoen om drie nieuwe exaflop-computers te financieren:

* ORNL-systeem geleverd in 2021 en geaccepteerd in 2022 (ORNL-systeem) * LLNL-systeem geleverd in 2022 en geaccepteerd in 2023 (LLNL-systeem) * ANL Potentieel systeem geleverd in 2022 en geaccepteerd in 2023 (ANL-systeem)

Helaas voor de VS werkt China ook aan een eigen exaflop-supercomputer. De race gaat dus door.

Hoe supercomputers toekomstige wetenschappelijke doorbraken mogelijk maken

Gesuggereerd op eerdere, huidige en toekomstige supercomputers maken doorbraken mogelijk in verschillende disciplines.

Een van de meest directe verbeteringen die het publiek zal opmerken, is dat alledaagse gadgets een stuk sneller en beter gaan werken. De big data die deze apparaten in de cloud delen, worden effectiever verwerkt door bedrijfssupercomputers, zodat uw mobiele persoonlijke assistenten, zoals de Amazon Alexa en Google Assistant, de context achter uw spraak en perfect antwoord op uw onnodig complexe vragen. Tal van nieuwe wearables zullen ons ook geweldige krachten geven, zoals slimme oordopjes die talen onmiddellijk in realtime vertalen, in Star Trek-stijl.

Evenzo, tegen het midden van de jaren 2020, een keer het internet der dingen rijpt in ontwikkelde landen, zal bijna elk product, voertuig, gebouw en alles in onze huizen met internet verbonden zijn. Wanneer dit gebeurt, zal je wereld moeiteloos worden.

Je koelkast stuurt je bijvoorbeeld een boodschappenlijstje als je geen eten meer hebt. Je loopt dan een supermarkt binnen, kiest de lijst met etenswaren en loopt naar buiten zonder ooit met een kassier of kassa in contact te komen - de items worden automatisch van je bankrekening afgeschreven zodra je het gebouw verlaat. Wanneer je naar de parkeerplaats loopt, staat er al een zelfrijdende taxi op je te wachten met de kofferbak open om je koffers op te bergen en je naar huis te brengen.

Maar de rol die deze toekomstige supercomputers op macroniveau zullen spelen, zal veel groter zijn. Een paar voorbeelden:

Digitale simulaties: Met supercomputers, vooral op exaschaal, kunnen wetenschappers nauwkeurigere simulaties van biologische systemen bouwen, zoals weersvoorspellingen en langetermijnmodellen voor klimaatverandering. Op dezelfde manier zullen we ze gebruiken om betere verkeerssimulaties te maken die kunnen helpen bij de ontwikkeling van zelfrijdende auto's.

Halfgeleiders: Moderne microchips zijn veel te complex geworden voor teams van mensen om zichzelf effectief te ontwerpen. Om deze reden nemen geavanceerde computersoftware en supercomputers steeds meer een leidende rol in het ontwerpen van de computers van morgen.

Landbouw: Toekomstige supercomputers zullen de ontwikkeling mogelijk maken van nieuwe planten die bestand zijn tegen droogte, hitte en zout water, evenals voedzaam werk dat nodig is om de volgende twee miljard mensen te voeden die naar verwachting in 2050 de wereld zullen betreden. Lees meer in onze Toekomst van de menselijke bevolking series.

Big pharma: Farmaceutische farmaceutische bedrijven zullen eindelijk de mogelijkheid krijgen om een enorm scala aan menselijke, dierlijke en plantaardige genomen volledig te verwerken, wat zal helpen bij het creëren van nieuwe medicijnen en behandelingen voor een verscheidenheid van 's werelds meest voorkomende en niet-zo-veel voorkomende ziekten. Dit is vooral handig tijdens nieuwe virusuitbraken, zoals de ebola-angst van 2015 uit Oost-Afrika. Toekomstige verwerkingssnelheden zullen farmaceutische bedrijven in staat stellen om het genoom van een virus te analyseren en binnen enkele dagen in plaats van weken of maanden aangepaste vaccins te bouwen. Lees meer in onze Toekomst van gezondheid series.

Nationale veiligheid: Dit is de belangrijkste reden waarom de overheid zo zwaar investeert in de ontwikkeling van supercomputers. Krachtigere supercomputers zullen toekomstige generaals helpen nauwkeurige gevechtsstrategieën te creëren voor elke gevechtssituatie; het zal helpen bij het ontwerpen van effectievere wapensystemen, en het zal wetshandhavings- en spionagediensten helpen om potentiële bedreigingen beter te identificeren lang voordat ze binnenlandse burgers schade kunnen toebrengen.

kunstmatige intelligentie

En dan komen we bij het controversiële onderwerp kunstmatige intelligentie (AI). De doorbraken die we in de jaren 2020 en 2030 in echte AI zullen zien, zijn volledig afhankelijk van de brute kracht van toekomstige supercomputers. Maar wat als de supercomputers waar we in dit hele hoofdstuk naar verwezen, achterhaald zouden kunnen worden door een geheel nieuwe computerklasse?

Welkom bij kwantumcomputers - het laatste hoofdstuk van deze serie is slechts een klik verwijderd.