Развитие компьютерной техники сегодня.
В радужных мечтах из некоторых статей люди узнают, что электроника в ближайшее время выйдет на невероятную высоту, что даст возможность создать например Искусственный Интеллект. Но. Интересно, что:
В начале XXI века выяснилось, что использование электрических схем для создания вычислительных устройств имеет свои границы, и эти границы на сегодня практически достигнуты: перед человечеством встали задачи, которые можно решить с помощью существующих компьютеров, только теоретически.
Причем невозможно преодолеть границы что называется совсем:
В реальности их решение потребует времени, сравнимого или даже превосходящего время существования Вселенной.
На практике мы с этим оказывается сталкиваемся каждый день включая компьютер:
В 1965 году сотрудник компании «Intel» Гордон Мур сформулировал эмпирический закон, получивший его имя. Он заметил, что каждые два года плотность размещения транзисторов на одном квадратном дюйме кремниевой подложки увеличивается в два раза.Этот закон утверждает, что вычислительные мощности растут экспоненциально, то есть фактически со скоростью взрыва. Закон Мура до сих пор работает.
Но в начале XXI века стали заметны серьезные проблемы. И многие обычные пользователи персоналок, те, кто начинал еще в 90-е, их уже заметили. Столь частые в те годы победные реляции о достижении новой тактовой частоты уже давно не слышны.
Процессор Pentium 4, разработанный компанией «Intel» еще в 2002 году, имел тактовую частоту 3 ГГц. И с тех пор тактовая частота не выросла. Хотя есть процессоры с частотой 3,8 ГГц, но, как правило, используются процессоры с частотой 3 ГГц. А от частоты 4 ГГц «Intel» отказалась (См., например, обзор «Как веревочке ни виться…»). Для дальнейшего роста есть несколько принципиальных (непреодолимых) барьеров: атомная структура вещества, ограничение скорости света, туннельный эффект и проблема отвода тепла (перегрев процессора).
Поэтому компьютерная индустрия занялась производством многоядерных процессоров. В этой области пока еще есть куда расти.
О квантовых компьютерах заговорили в 80 м году прошлого века. В теории все очень перспективно. Благодаря квантовому параллелизму происходит рывок в качестве компьютера. И даже вроде сложно подыскать какую-нибудь подходящую задачу для такого совершенного компьютера. Насколько я понимаю действительно приспособить природные явления микромира - красивая идея. Но практика говорит "Нет". Хотя бы: Дело в том, что непосредственно с квантовой информацией мы работать не можем: как только мы попытаемся с ней работать, она превратится в классическую (наступит «коллапс волновой функции»), причем результат работы квантовой системы перейдет в классическую информацию не однозначно, а с некоторой вероятностью. И еще::
Огромный, в теории, вычислительный выигрыш, что обещают кубиты квантового компьютера, непосредственно связан с присущим им свойством суперпозиции. Данная особенность квантового вычислителя позволяет обсчитывать на кубитах все ветви алгоритма фактически одновременно - с недостижимым прежде уровнем распараллеливания задачи. Но это, подчеркнем, в теории. На практике же для воплощения столь красивой идеи необходимо обеспечить несколько принципиально важных вещей. Во-первых, кубиты компьютера должны находиться в весьма особых условиях квантовой сцепленности, что делает их элементами единой квантовой системы, реагирующей на внешние воздействия как одно целое. Во-вторых, это весьма хрупкое взаимосогласованное, или когерентное, состояние системы должно продолжаться по времени больше, чем длятся деликатные операции волновых воздействий, приводящих в итоге вычислитель к нужному ответу. В-третьих…
Впрочем, для понимания масштабов задачи вполне достаточно ограничиться и этими двумя проблемами: квантовой сцепленностью множества кубитов и длительной когерентностью системы. Эффективное техническое решение для данных проблем отыскать настолько сложно, что на протяжении вот уже двух десятков лет квантовый компьютер как был, так и остается лишь крайне примитивной лабораторной моделью-игрушкой на 3, 5, 7 или от силы десяток кубитов.
Какой же она будет новая техника и что от нее ждать?..