Компьютерные системы развиваются просто бешеными ритмами — железо устаревает буквально за несколько лет и очень сильно дешевеет. Сейчас спокойно можно на сайте объявлений найти хороший ПК для работы буквально за пару тысяч рублей. Который будет работать и будет работать приемлемо. Но компьютеры могут развиваться и в другую сторону — некоторые технологии сейчас разрабатываются или планируются. Поговорим о компьютерах будущего в этой статье.
Компьютеры с ИИ
Этот пункт идет первым, потому что такие системы уже реализованы. Сейчас идет активное развитие искусственного интеллекта — ИИ решает любые задачи, пишет тексты, сценарии, создает видео, фотографии. Решает любые задачи практически во всех областях. Недавно сообщалось, что ИИ за два дня помог найти потенциальное решение задачи по борьбе с супербактерией, которую ученые исследовали более 10 лет. Ученые решили эту задачу самостоятельно, а потом решили дать вводные искусственному интеллекту. Представьте, сколько же ИИ сэкономил времени?
Для полноценной работы искусственного интеллекта в том виде, в котором он есть, нужны большие мощности и огромное количество данных — ИИ должен обучаться, чтобы решать задачи. Пройдет немного времени, и привычные компьютеры уже не будут такими. Например, вам не нужно будет заполнять таблицу в Excel руками, достаточно будет попросить компьютер это сделать и дать ему вводные. Появятся компьютеры со встроенными ИИ-модулями (например, нейропроцессорами), которые смогут выполнять задачи локально, без подключения к интернету — такие ПК будут по-настоящему «умными» и адаптивными.
Современные ОС уже начали использовать искусственный интеллект для улучшения работы, но пока еще далеко не на полную мощность. Пройдет время, и компьютер будет смело конкурировать с человеческим мозгом.
Квантовые компьютеры
Обычные компьютеры работают с битами, которые имеют в двоичной системе всего два состояния — 0 и 1. Представьте себе — абсолютно весь цифровой контент, будь то текст, фильм, фотография, представлены огромным количеством символов 01 в определенной последовательности. Компьютер преобразовывает данные цифры в то, что мы наблюдаем сейчас на экране.
Квантовый компьютер работает иначе — он использует кубиты, которые могут находиться одновременно сразу в двух состояниях (суперпозиция): 1 и 0. Кубиты могут быть представлены электронами, фотонами или другими частицами.
Пока что квантовые компьютеры находятся в стадии эксперимента и исследования. Уже есть рабочие прототипы, но есть множество нюансов. Хоть и скорость такого вычисления во много раз превышает скорость работы обычных компьютеров, но есть проблемы:
- Кубиты очень чувствительны к любым внешним воздействиям и должны работать в температуре, близкой к абсолютному нулю (-273°С);
- Квантовой декогеренции — потеря информации во время взаимодействия частиц друг с другом. Ученым еще не удается «поймать» все ошибки и сделать устройство идеальным, но они работают с алгоритмами коррекции.
На самом деле проблем много, и ради этого стоит выделить отдельную статью — если вам понравится, то расскажу простыми словами о работе квантового компьютера.
Несмотря на все сложности, мировое научное сообщество считает, что квантовые вычисления могут кардинально изменить подход к обработке данных в ряде сфер.
Биокомпьютеры
Представьте себе, что компьютер будет «живым»? И это совсем не шутки! Компьютеры могут использовать биологические компоненты для своей работы. Только один ДНК человека содержит 1,6 гигабайта информации, если переводить данные в наши любимые компьютерные термины. А 1 грамм ДНК может хранить до 215 петабайт данных!
В одном петабайте 1 миллион гигабайт. Представили себе? Всё, что ученые смогли создать за этот и прошлый век, по факту ничто с тем, что сотворила с нами Вселенная.
Технологию можно назвать пока экспериментальной — существуют биохимические системы на основе ДНК, которые выполняют простые логические операции, но они пока не являются полноценными компьютерами. Также существуют технологии редактирования ДНК (например, CRISPR), но это уже область генной инженерии, а не вычислений.
Кстати, это уже не фантастика: компания Cortical Labs недавно представила CL1 — первый в мире биокомпьютер, объединяющий живые нейроны с обычными чипами. Такой гибрид способен обучаться быстрее классических машин и может использоваться, например, в разработке лекарств. И это только начало.
Если ученые доведут эти технологии до стабильной работы, то это откроет путь к нанороботам, которые будут внедряться в живой организм и «лечить» все болезни, обновлять клетки и увеличивать жизнь организма. Также биокомпьютеры будущего будут взаимодействовать с человеческим организмом, что позволит победить многие болезни и недуги.
Оптические компьютеры
Несмотря на фантастический технический прогресс в создании чипов, данные технологии будут медленнее, чем скорость света. На сегодняшний день нет способа передать информацию быстрее (согласно Эйнштейну), чем скорость света (300 000 км/с).
Внутри компьютера сигналы проходят также с определенной скоростью, но если переводить именно в скорость, то скорость будет намного ниже. Это связано с тем, что электрические сигналы проходят через проводники (например, медь) — идет замедление сигнала.
Пройдет время, и компьютеры могут быть созданы по оптической технологии — где вместо электричества сигнал будет передаваться с помощью света. Пока что такие технологии очень громоздкие — классическая электроника здесь выигрывает. Но если все-таки создадут полноценный оптический компьютер, то его скорость работы будет в разы быстрее. Также такой компьютер не будет потреблять большого количества энергии.
Оптические технологии уже применяются, в частности в оптоволоконных кабелях для передачи данных на большие расстояния — их пропускная способность и скорость выше, чем у классических медных кабелей.