Рачунарство је прешло невероватно дуг пут у последњих неколико деценија. Налазимо се усред технолошке револуције, са машинама које из године у годину постају све напредније. Два посебно напредна изума, суперкомпјутер и квантни рачунар, имају масу апликација и потенцијала. Али која је разлика између суперкомпјутера и квантног рачунара, и који је бољи?
Шта је суперкомпјутер?
Суперкомпјутери су огромни системи која може обухватити читаве собе по величини. Ове машине не изгледају нимало као ваш типичан десктоп рачунар или лаптоп. Уместо тога, суперкомпјутери се састоје од великих група процесора, који сви заједно раде на постизању одређеног циља.
Суперкомпјутери су се први пут појавили 1960-их, након стварања ЦДЦ (Цонтрол Дата Цорпоратион) 6600. Ово се сматра првим суперкомпјутером икада направљеним и био је око десет пута моћнији од стандардних рачунара у то време. Али ствари су од тада прешле веома дуг пут.
Данашњи суперкомпјутери су, у најмању руку, изузетно моћни. Али, наравно, све је ово релативно. ЦДЦ 6600 је био феномен у рачунарству, али се данас не би сматрао ништа посебном. На крају крајева, требало је само пола деценије да га надмаши ЦДЦ 7600. Дакле, имајте то на уму када разматрате моћ суперкомпјутера данас.
Као и ваш сопствени рачунар, суперрачунари могу да обрађују и складиште податке, али иду много даље од тога. Ове машине могу да изводе невероватно сложене прорачуне и симулације које никада не би могли да постигну људи или рачунари које сви користимо у свакодневном животу. Они такође могу брзо да изврше процесе за које обичном рачунару могу бити потребни месеци или године.
На пример, савремени суперкомпјутер би могао да предвиди резултат нуклеарне експлозије, да произведе веома сложене моделе мозга, па чак и да спроведе симулације порекла универзума. Могућности ових машина су донекле запањујуће и показале су се корисним у низу различитих индустрија.
Али, у својој сржи, суперрачунари имају исте матице и вијке као и обични рачунари. Разлика је у томе што су ови рачунари огромни и састоје се од хиљада или стотина хиљада ЦПУ (централне процесорске јединице), и стога имају знатно већу процесорску снагу од вашег стандардног рачунара. Рачунар који свакодневно користите вероватно има прегршт ЦПУ језгара, а неки имају само једно. Дакле, замислите шта би се могло постићи када би се његова моћ повећала много, много пута.
Суперкомпјутери су фасцинантни, али невероватно скупи за изградњу и одржавање. Милиони долара се могу улити у један суперкомпјутер, а потребне су огромне количине електричне енергије да би они могли да раде.
Чак и ове веома напредне машине имају своја ограничења. Посебно, способности суперкомпјутера су ограничене на њихову величину. Данашњи суперкомпјутери већ су огромне и коштају много новца за рад. Дакле, што је већи суперкомпјутер, то је скупљи.
Поврх тога, суперкомпјутери генеришу огромне количине топлоте коју треба уклонити да би се спречило прегревање. Све у свему, употреба суперкомпјутера је веома скуп и исцрпан процес. Поред тога, постоје проблеми које суперкомпјутери не могу решити само зато што су превише сложени.
Међутим, релативно нови играч у компјутерској игри могао би да има способност да надмаши суперкомпјутере и постигне оно што не може: квантне рачунаре.
Шта је квантни рачунар?
Тхе концепт квантног рачунарства први пут настао 1980-их. Током овог времена, пионири као што су Ричард Бениоф, Ричард Фајнман и Јуриј Манин допринели су развоју теорије квантног рачунарства. Али у овом тренутку, квантно рачунарство је било само идеја и никада није примењено у стварном свету.
Осамнаест година касније, 1998. године, Исак Чуанг, Нил Гершенфелд и Марк Кубинец створили су први квантни рачунар. Брзина обраде овог рачунара је рудиментарна у поређењу са данашњим најнапреднијим квантним рачунарима, али развој ове прве машине ове врсте није био ништа друго до револуционаран.
Као што можете видети на горњој слици, квантни рачунари не изгледају ништа као типични рачунари. То је зато што раде на драстично различите начине. Док рачунари и суперрачунари користе бинарни код за складиштење информација, квантни рачунари користе мале јединице познате као кубити (или квантни битови).
Кубити су незамисливо мали. Они су направљени од још мањих квантних система, попут протона и електрона, основних компоненти атома. Оно што је сјајно у вези са кубитима је то што могу постојати у више стања одједном. Хајде да ово разбијемо.
Бинарни код је само то, бинарно. То значи да битови могу постојати само као нула или јединица, што може бити ограничавајуће када је у питању извођење напредних процеса. С друге стране, кубити могу постојати истовремено у више стања, познатих као квантна суперпозиција. Кубити такође могу постићи квантно заплетање, у којем се парови кубита повезују.
Користећи квантну суперпозицију, квантни рачунари могу истовремено размотрити више конфигурација кубита, што олакшава решавање веома сложених проблема. И, кроз квантну испреплетеност, два кубита могу постојати у истом стању и утицати једни на друге на математички предвидљиве начине. Ово доприноси способности обраде квантних рачунара.
Све у свему, способност истовременог разматрања више стања даје квантним рачунарима потенцијал за решавање изузетно сложених прорачуна и покренути веома напредне симулације.
Различите компаније тренутно раде на развоју квантних рачунара, укључујући ИБМ и Гугл. На пример, према Нев Сциентист, 2019. године, Гугл је тврдио да је његов квантни рачунар Сицаморе надмашио суперкомпјутер у својим могућностима. Гугл је навео да би Сицаморе за 200 секунди могао да реши прорачун за који би суперкомпјутеру требало 10.000 година.
Али само две године касније, опет, по Нев Сциентист, у Кини је развијен неквантни алгоритам који је омогућио решавање обичних рачунара исти проблем за само неколико сати, што значи да би суперкомпјутер сигурно могао да га реши, такође.
Дакле, постоји велико „ако“ које виси над читавим пољем квантног рачунарства. Ова технологија је још увек у раној фази и има дуг пут пре него што се може ослонити на њу као алтернативу суперкомпјутерима.
Квантне рачунаре је невероватно тешко изградити и програмирати и још увек имају високу стопу грешака. Поврх овога, тренутна процесорска снага квантних рачунара их чини потпуно неприкладним за типичне апликације. Као резултат тога, постоји много растућих болова кроз које квантно рачунарство мора проћи пре него што постане поуздана и широко коришћена технологија.
Суперкомпјутери су за сада најбоља опција
Иако квантни рачунари имају потенцијал да увелико надмаше суперкомпјутере, ово је још увек у великој мери хипотетичко. Једног дана, можда ћемо видети да квантно рачунарство напредује до тачке у којој суперрачунари више нису потребни. Не може се порећи да је у овој области већ направљен велики напредак. Али за сада, квантни рачунари су још увек у раној фази и можда ће требати деценије да постану маинстреам.
