Kvantiniai ir superkompiuteriai yra labai svarbūs, kad galėtume apdoroti vis didėjantį duomenų kiekį mūsų gyvenime ir išnaudoti visą šių duomenų potencialą.
ES investuoja į itin našius superkompiuterius ir kvantines technologijas. Tai investicijos į jūsų ateitį. Turėdami tokią didelę skaičiavimo galią, galime susidurti su labai sudėtingais ir sudėtingais iššūkiais, pavyzdžiui, klimato kaita, sveikatos priežiūra ar kibernetiniu saugumu, tiksliau prognozuodami ekstremalius meteorologinius reiškinius, plėtodami individualizuotąją mediciną ir kvantinį šifravimą – skaitykite toliau ir sužinokite, kaip tai padaryti.
Kam reikalingi superkompiuteriai?
Mes gaminame vis daugiau duomenų mūsų gyvenime.
Kasdien sukuriame apie 2,5 kvintilijono baitų duomenų, t. y. apie 100 mln. „Blu-ray“ skaitmeninių vaizdo diskų (DVD) vertės duomenų.
Tai gali būti asmens duomenys iš socialinės žiniasklaidos, internetinės paieškos ar srautinės transliacijos, duomenys iš laukuose esančių jutiklių, padedančių ūkininkauti, duomenys, surinkti iš orų prognozių, arba duomenys iš kitų skaitmeninių objektų.
Prognozuojama, kad duomenų kiekis pasaulyje iki 2025 m. pasieks 175 zetabaitus. Tai sunku įsivaizduoti – tik vienas zetabaitas gali turėti vieną trilijoną karo ir taikos egzempliorių. Ir jei vienas asmuo norėtų atsisiųsti visus šiuos duomenis, tai užtruktų apie 1,8 mlrd. metų.
Taigi, kaip mes apdorojame šiuos didžiulius duomenų kiekius?
Mūsų nešiojamieji kompiuteriai toli gražu neatitinka tam reikalingos skaičiavimo galios.
Todėl Europa investuoja į našiuosius kompiuterius arba superkompiuterius. Galingiausias Europos superkompiuteris LUMI turi apie 1,5 mln. nešiojamųjų kompiuterių.
Didelio našumo kompiuteriai leidžia mums:
Imituoti vaistų molekules
Kaimo ir miesto planavimas
Projektuoti naujas medžiagas & transporto priemonės
Skaitmeninių dvynių kūrimas
Mokyti didelius DI modelius
Retųjų ligų analizė
Bendroji įmonė „EuroHPC“
2018 m. įsteigta Europos našiosios kompiuterijos bendroji įmonė.
Ji sutelkia Europos šalių išteklius, kad galėtume konkuruoti pasaulyje superkompiuterių srityje. Nė viena Europos šalis negalėtų to padaryti viena. Kartu mes turime pasaulinio lygio superkompiuterių ekosistemą.
- 32 dalyvaujančios šalys
- 7 mlrd. € 2021–2027 m. biudžetas
- 3 privatūs partneriai
Kokie yra bendrosios įmonės „EuroHPC“ tikslai?
- Gerinti Europos piliečių gyvenimo kokybę
- Mokslo pažanga ir pramonės konkurencingumo didinimas
- Užtikrinti technologinį savarankiškumą
- Sukurti visos Europos superkompiuterių infrastruktūrą
- Sudaryti sąlygas ES DI startuoliams mokyti didelio masto modelius
Kas yra „EuroHPC“ kompiuteriai?
LUMI
Suomija
#3 visame pasaulyje
LEONARDO
Italija
#5 visame pasaulyje
MareNostrum5
Ispanija
#8 visame pasaulyje
MeluXina
Liuksemburgas
Karolina
Čekija
Atradėjas
Bulgarija
Vega
Slovėnija
Deukalionas
Portugal
JUPITER
Vokietijoje šiuo metu statomas pirmasis Europoje eksalygmens superkompiuteris JUPITER.
Bendroji įmonė „EuroHPC“ taip pat rengiasi integruoti savo superkompiuterius su 6 kvantiniais kompiuteriais Čekijoje, Vokietijoje, Ispanijoje, Prancūzijoje, Italijoje ir Lenkijoje – tai pirmas žingsnis siekiant įdiegti Europos kvantinės kompiuterijos infrastruktūrą.
Kitas skaičiavimo etapas: Kvantinės technologijos
Kas yra kvantinės technologijos?
Kvantinės technologijos yra prietaisai ir sistemos, kurie naudojasi kvantinės mechanikos savybėmis – molekulių, atomų ir net mažesnių dalelių, pavyzdžiui, fotonų ir elektronų, sąveika.
Kvantinė kompiuterija naudoja kvantinius principus itin sudėtingoms problemoms spręsti labai greitai – greičiau nei superkompiuteris.
Klasikiniai kompiuteriai, pvz., mūsų nešiojamieji kompiuteriai, naudoja bitus informacijos vienetams, kurie gali būti 0 arba 1, saugoti. Kvantiniuose kompiuteriuose naudojami kvantiniai bitai arba kubitai. Tai gali reikšti bet kokį 0 ir 1 derinį vienu metu.
Pagalvokite apie garsiąją Schrödingerio katę, naudojamą šiai idėjai parodyti: katė dedama į dėžutę su kažkuo, kas galėtų ją nužudyti, ir dėžutė užplombuojama. Kol dėžė neatidaryta, katė yra ir negyva, ir gyva.
Tai reiškia, kad užuot atlikę naujus skaičiavimus kiekvieną kartą, kai keičiasi informacija, kvantiniai kompiuteriai tuo pačiu metu gali ištirti daugybę kelių.
Kvantinio jutimo metu galima sukurti jutiklius, kurie yra daug tikslesni nei jų klasikiniai ekvivalentai.
Kvantinis ryšys naudoja kubitų savybes, kad būtų galima labai saugiai perduoti neskelbtinus duomenis.
Ilgalaikė ES vizija – kvantinio interneto plėtra visoje Europoje: kvantiniai kompiuteriai, simuliatoriai ir jutikliai būtų tarpusavyje sujungti kvantiniais tinklais, platinančiais informaciją ir kvantinius išteklius.
Dabartinės kvantinės taikomosios programos
Itin tikslūs atominiai laikrodžiai, naudojami navigacijos sistemose, išmaniuosiuose energijos tinkluose ir finansinių sandorių laiko žymoms.
Branduolinio magnetinio rezonanso tomografija (NMRI) ir pažangi medicininė tomografija
Kvantiniai simuliatoriai ir jutikliai, naudojami greitesniam naujų vaistų kūrimui ir gamtos išteklių aptikimui
Kvantinis raktų paskirstymas (QKD): viena iš saugiausių optinio ryšio formų, platinanti šifravimo raktus, galinčius aptikti pasiklausymą
Kvantinių technologijų pavyzdinė iniciatyva
Kvantinių technologijų pavyzdinė iniciatyva yra ilgalaikė mokslinių tyrimų ir inovacijų iniciatyva.
Stiprinti ir plėsti Europos mokslinę lyderystę ir kompetenciją kvantinių mokslinių tyrimų srityje
Pradėti kurti konkurencingą Europos kvantinių technologijų pramonę, kad Europa taptų lydere
Padaryti Europą dinamišku ir patraukliu regionu novatoriškiems moksliniams tyrimams, verslui ir investicijoms į kvantines technologijas
Europos kvantinės komunikacijos infrastruktūros (EuroQCI) iniciatyva
Europos Komisija kartu su ES valstybėmis narėmis ir Europos kosmoso agentūra kuria Europos kvantinės komunikacijos infrastruktūrą (EuroQCI).
EuroQCI yra visą ES apimanti kvantinės komunikacijos infrastruktūra, kuri sustiprins vyriausybinių institucijų, jų duomenų centrų, ligoninių, energetikos tinklų ir kt. apsaugą.
Ji bus neatsiejama naujos ES kosmoso technologijomis grindžiamos saugios ryšių sistemos IRIS2 dalis.
Praktinis superkompiuterių pritaikymas: Skaitmeniniai dvyniai
Skaitmeniniai dvyniai yra virtualios realaus pasaulio objektų reprezentacijos. Jie gali padėti mums modeliuoti scenarijus ir įvykių prognozuoti būsimus įvykius.
Skaitmeniniai dvyniai labai sudėtingoms simuliacijoms atlikti pasikliauja superkompiuterių galia.
Paskirties vieta Žemė
Tikslas Žemė (DestinE) naudoja skaitmeninius dvynius, kad sukurtų Žemės kopiją.
Tai padės mums modeliuoti, imituoti ir prognozuoti gamtos įvykius ir žmogaus veiklos poveikį.
Trys įgaliotieji subjektai padeda ES įgyvendinti programą „DestinE“.
Europos vidutinės trukmės orų prognozės centras
Europos kosmoso agentūra
Europos meteorologinių palydovų eksploatacijos organizacija
Kelionės į Žemę chronologija
2024 m. birželio 10 d.: Pirmasis pagrindinių paslaugų platformos, duomenų ežero ir pirmųjų dviejų skaitmeninių dvynių, susijusių su ekstremaliais įvykiais ir prisitaikymu prie klimato kaitos, išleidimas
Iki 2027 m.: Tolesnis sistemos „DestinE“ tobulinimas, papildomų paslaugų teikimas, proveržio DI plėtra ir sinergija su papildomais skaitmeniniais dvyniais
Iki 2030 m.: Pilnas skaitmeninis Žemės sistemos dvynys
Europos virtualiųjų žmogaus dvynių iniciatyva
Virtualus žmogaus dvynys yra skaitmeninis žmogaus kūno atvaizdas. Tai galima padaryti įvairiais anatomijos lygmenimis – ląstelėse, audiniuose, organuose ar organų sistemose.
Virtualūs dvyniai naudoja programinės įrangos modelius ir duomenis, kad imituotų ir prognozuotų savo fizinių partnerių elgesį. Jie turi daug galimybių gerinti tikslinę prevenciją, teikti klinikinius gydymo būdus ir remti sveikatos priežiūros specialistus.
Vaistų ir prietaisų klinikiniai tyrimai
Medicininis rengimas
Chirurginė intervencija
Europos virtualiųjų žmogaus dvynių iniciatyva bus skatinamas bendradarbiavimas ir sudaromos palankesnės sąlygos moksliniams tyrimams šioje srityje, naudojantis superkompiuterių galia ir Europos sveikatos duomenų erdvės teikiama nauda.
Susijęs turinys
ES investicijos į našiąją kompiuteriją ir kompiuterijos technologijas sudarys sąlygas Europai...