Nejvýznamnější technologické průlomy roku 2013

Karel Javůrek  |  Věda

Nejčastější vědecko-technologická hesla letošního roku: kvantové počítače, nové materiály a fungování lidského mozku.

Vědci se letos činili a množství objevů a průlomů bylo obrovské. Pokud se zaměříme pouze na úzkou oblast technologií, objevilo se několik jasných vzorů, které tento rok zažily průlomové okamžiky vývoje. Máme pro vás krátký výběr těch nejvýznamnějších.

Fotonické a neuronové čipy jsou blíže k realitě

Budoucí trend je jasně vidět: přechod od současných křemíkových čipů založených na elektronech k fotonickým a plně optickým čipům, které pracují s fotony.

Tip: Průlom ve fotonice: snadná výroba CPU s optickými spoji

Graf počtu transistorů na různých procesorech během času. Zdroj: CC BY-SA 3.0, Wgsimon
Graf počtu transistorů na různých procesorech během času. Zdroj: CC BY-SA 3.0, Wgsimon

Postupná hybridizace a zvyšování efektivity vede také k neuronové architektuře, kdy se čipy budou přizpůsobovat dle úloh, které mají vykonávat. Podobně jako u mozku bude docházet k úpravě jednotlivých logických celků, aby úlohy zpracovaly co nejlépe, s nízkou spotřebou a vysokou rychlostí.

Tip: Neuromorfické čipy překonají neměnné procesory

Rychlé optické spoje

Fotony jsou samozřejmě základem i největší celosvětové sítě – internetu. Optické trasy musí být připravené na exponenciální růst objemu přenášených dat.

Letos se vědcům podařilo vyvinout optický spoj, který v kombinaci s dvanáctijádrovým optickým kabelem a specializovaným hardwarem na obou koncích dosáhl propustnost v řádu petabitů za sekundu.

Tip: Nové optické kabely s rychlostí petabitů za sekundu

Uspořádání 12jádrového optického kabelu, pomocí kterého bylo dosaženo obousměrné propustnosti 818 Tb/s. Zdroj: LaserFocusWorld
Uspořádání 12jádrového optického kabelu, pomocí kterého bylo dosaženo obousměrné propustnosti 818 Tb/s. Zdroj: LaserFocusWorld

Kvantové čipy i při pokojové teplotě

Jedním z důležitých milníků v oblasti kvantových čipů byl nový rekord, kdy se podařilo udržet qubity při pokojové teplotě přibližně půl hodiny v superpozici. Ukazuje to směr, kterým kvantové čipy musí jít, aby byly použitelné v reálném prostředí našeho života.

Tip: Qubity při pokojové teplotě vydržely rekordních půl hodiny

Mike Therwalt ukazuje vzorek čistého křemíku, se kterým byl rekord uskutečněn. Zdroj: SFU
Mike Therwalt ukazuje vzorek čistého křemíku, se kterým byl rekord uskutečněn. Zdroj: SFU

S tím souvisí i objevy v oblasti miniaturizace kvantových čipů a teoretická práce, která předpokládá velmi snadnou možnost chlazení těchto čipů. Jako u všech významných revolucí, jsou to vždy střípky, které se postupně skládají pro dosažení nové technologie.

Rok 2013 byl také významný z pohledu využitelnosti kvantových čipů a počítačů. D-Wave už představil kvantový akcelerátor s 512qubity. Výkonové testy ukázaly, že kvantové čipy se hodí pro výpočty ve specifických oblastech a spíše na pravděpodobnostní úlohy. Problém kvantových čipů tak není ve výsledcích, ale v zadání. Nejdříve zkrátka musíme zjistit, jaké úlohy jsou pro výpočty pomocí kvantových čipů nejlepší.

Tip: Kvantový počítač se utkal s dnešními procesory. Zvítězil?

Simulace lidského mozku a integrovaný bezdrátový čip

Před několika měsíci začal největší projekt v oblasti výzkumu a simulace lidského mozku v počítači – respektive pomocí speciálních neuronových čipů a softwaru. Prvních výsledků se dočkáme za přibližně tři roky, v průběhu ale lze očekávat náznaky a menší objevy.

Na projektu pracují vědci z oblasti neurobotiky, superpočítačové architektury, neuroinformatiky a dalších oborů. Jde tedy o komplexní projekt, který by měl významně posunout hranici znalostí simulace lidského mozku v počítači. Je téměř jisté, že revolucí v této oblasti bychom se měli dočkat v nejbližších letech. V roce 2020 bude mít obecný superpočítač výkon v řádu exaflops, což by pro simulaci jednoho mozku už mělo stačit.

Tip: Začíná největší projekt tvorby simulace lidského mozku

Navíc lze očekávat optimalizace a spojování s dalšími technologiemi (neuronové a kvantové čipy), postu proto bude ještě rychlejší. Zanedlouho už budeme moci simulovat tisíc lidských mozků v jednom superpočítači. To změní náš svět k nepoznání.

Také propojení mozku a počítače se opět podařilo posunout o krok dál. První bezdrátové čipy do mozku jsou zatím určeny především pro ochrnuté lidi.

Tip: První bezdrátový čip pro nasazení do lidského mozku

Tip: Vědci dokážou dostat z vašeho mozku utajenou informaci

Samoopravitelné počítače

Několik významných objevů bylo i v oblasti čipů, respektive materiálů, které se umí samy opravit. S tím souvisí i distribuované a decentralizované systémy či architektury, které si poradí s poškozením nebo výpadkem různé části a dokážou dále pracovat.

Tip: Těšte se na počítač, který se nikdy nepokazí

Jedním z budoucích směrů vývoje nových generací čipů a robotů bude nanotechnologie i decentralizované architektury. Vždyť je nutné posunout evoluci k lepším a efektivnějším technologiím, které přežijí více než my.

Nejčtenější