Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Настоящее и будущее квантовых компьютеров / Квант всемогущий

Цель создания компьютера параллельного действия — сделать так, чтобы он работал быстрее, чем однопроцессорная машина. Если эта цель не достигнута, то никакого смысла в построении компьютера параллельного действия нет. Более того, эта цель должна быть достигнута при наименьших затратах. Машина, которая работает в два раза быстрее, чем однопроцессорная, но стоит в 50 раз дороже последней, не будет пользоваться особым спросом.

Бурный прогресс в развитии вычислительной техники привел не только к росту производительности процессоров и объема оперативной памяти компьютеров, но и сделал их общедоступным и сравнительно недорогим средством, применяемым в различных сферах человеческой деятельности. Высокопроизводительная вычислительная техника, ранее доступная ученым и военным пришла и в сугубо "мирные" отрасли. Производители компьютеров предлагают широкий спектр техники оснащенной средствами параллельной обработки данных. Речь идет не о настольных компьютерах, а о системах более производительных - от так называемых корпоративных серверов до суперкомпьютеров.

Список использованной литературы:

1. О.П.Новожилов. «Архитектура ЭВМ и систем». Учебное пособие, 2012г.

2. Э. Таненбаум. «Архитектура компьютера». 2007г.

3. Бройдо В.Л., Ильина О.П. «Архитектура ЭВМ и систем: Учебник для вузов». 2006г.

4. http://vssit.ucoz.ru/index/0-4

5. http://ru.wikipedia.org/wiki/Архитектура_компьютера

НАРЯД №_________

НА РЕМОНТ (ИЗГОТОВЛЕНИЕ, ОБРАБОТКУ)

Плателыщик_____________________________________________________________________________________________________

воинская часть (организация)

_____________________________________________________________________________________________________

(должность, воинское звание, подпись, фамилия)

М. П.

______________________________________________________________________________________________________

(должность, воинское звание, подпись, фамилия)

Перечисленные в наряде для ремонта (обработки) материальные средства принял ________________________________________________________________________________________

(должность, воинское звание, подпись, фамилия)

«____» ________________ 20___ г.

Настоящее и будущее квантовых компьютеров / Квант всемогущий

Юрий Попов / 10.05.2008 / 18:04

«Производительность вычислительных устройств удваивается каждые 18-24 месяца». Это так называемый закон Мура, который соблюдается уже более ста лет. Но, как показывает практика, раз есть правило — значит, должно быть и исключение. Исключение кроется в том, что в ближайшей перспективе будет достигнут предел развития классических компьютеров.

Уже сегодня процессоры создаются по 0,1-микронной технологии. Такими темпами лет через десять размеры компонентов полупроводниковых приборов приблизятся к размерам атомов. Дальнейшее совершенствование компьютеров «вглубь», как это происходит сейчас, станет невозможным, а повышение производительности будет достигаться за счет увеличения размеров вычислительной техники. Таким образом, правило Мура перестанет действовать, так как для его соблюдения пришлось бы каждые два года увеличивать размеры процессоров и модулей памяти вдвое.

«Кто владеет информацией — тот владеет миром»

Фраза эта, приписываемая Уинстону Черчиллю, сегодня обретает особое значение и особый вес. Современное общество построено на информационных технологиях и сопутствующей им вычислительной технике. Компьютер — универсальный инструмент, который нынче используется во всех сферах человеческой жизни. Это основа, без которой уже немыслима наука и банковское дело, обучение и средства коммуникации, исследования космоса и промышленность.

Однако потребности человечества ставят перед вычислительной техникой все более сложные задачи, с которыми классический компьютер (даже самый мощный) зачастую или вовсе не может справиться в силу особенностей «мышления», или должен потратить на поиск решения столько времени, что Солнце успеет превратиться из желтого карлика в белого.

Особенно этим фактом недовольны ученые. Еще бы: для завершения важного исследования нужно запустить вычислительный эксперимент на специальном компьютере, а потом состариться и умереть, при этом зная, что результата дождутся в лучшем случае внуки, а в худшем — эксперимент был вообще поставлен неверно. А ведь полно ситуаций, когда смоделировать процесс нереально в принципе. Так, ученые пришли к неутешительному выводу о невозможности на практике рассчитать состояние эволюционной системы, состоящей из всего нескольких десятков частиц. Казалось бы, все карты на руках: есть уравнение эволюции, известны (с достаточной степенью точности) потенциалы взаимодействия частиц и их начальное состояние. Тем не менее вычислить, что станет с системой в будущем, при помощи современных средств невозможно, даже если имеется суперкомпьютер, число бит в оперативной памяти которого превышает число атомов в обозримой Вселенной. Объясняется это тем, что для полного описания такого процесса необходимо держать в памяти экспоненциально большое (в зависимости от числа взаимодействующих частиц) количество переменных, так называемых квантовых амплитуд. Будь каждый атом Вселенной битом, этого объема памяти все равно было бы недостаточно для точного моделирования развития системы.

Всяческие разведки и спецслужбы опечалены иной печалью. Современные алгоритмы криптографии обеспечивают столь высокую степень сохранности информации, что на взлом зашифрованного послания суперкомпьютер потратит много лет. За это время шифровка потеряет всякую актуальность, как говорится, «проиграем мы войну». Да, времена, когда шифровальную машину Enigma мог взломать один человеческий гений, безвозвратно прошли.

Именно на этом принципе основана надежность наиболее популярных алгоритмов шифрования, таких как RSA. Наиболее просто и наглядно его можно представить так: пусть есть два числа А и В — это т.н. «закрытые ключи», которые хранятся в секретном месте (под подушкой на флэшке). Добыть эти ключи сложно или вовсе невозможно. А вот произведение этих двух чисел — C — открытый ключ, который реально перехватить. Получается, что зная закрытый ключ, можно легко получить открытый. Но вот с обратной задачей дела обстоят несколько сложнее. Чтобы из открытого ключа C получить закрытый ключ, требуется факторизация (разложение на простые множители). На классическом компьютере такая задача в принципе решается. Однако при достаточно большом числе С она займет столько времени, что зашифрованная информация десять раз потеряет актуальность. Например, факторизация 155-значного числа на современном компьютере затянется на 35 лет.

Все это — капли в море нерешаемых, но важных задач. На очереди инженеры и технологи с моделированием процессов взаимодействия частиц в грунте, врачи и генетики с исследованиями мозга и ДНК, банкиры и трейдеры с проблемами обеспечения безопасности информации и т.д.

Поэтому, а также по причине собственной неугомонности, ученые по всему миру ищут способы создания принципиально новой вычислительной машины. Наиболее известные разработки в этой области — это биокомпьютер, нанокомпьютер и квантовый компьютер. Первый вариант родился на стыке генетики и молекулярной физики. Идея, безусловно, интересная и заслуживающая внимания, но вот с практической реализацией пока туго. Да и от мысли о том, как будут выглядеть вирусы для такой вычислительной машины, как-то передергивает. Второй вариант — это очередное склонение навязшей в зубах приставки «нано». По сути, те же классические компьютеры, только очень маленькие, так что ничего революционного. А вот о третьем варианте стоит поговорить поподробнее.