Стратегическая компьютерная инициатива

В конце июля президент США Барак Обама подписал распоряжение о постройке самого быстрого в мире суперкомпьютера к 2025 году, сообщается на официальном сайте Белого дома. В настоящий момент лидером в этой области является китайский компьютер Tianhe-2, который находится Национальном центре суперкомпьютерных технологий в Гуанчжоу.Планируется, что американское устройство станет в 20 раз быстрее и сможет выполнять квинтиллион (1018) операций в секунду, таким образом его производительность составит один экзафлопс. При этом производительность Tianhe-2 33,86 петафлопса (что равно 33,86 квадриллионов операций в секунду).

Специально для разработки и создания такого компьютера в США будет создана организация под названием Национальная стратегическая компьютерная инициатива (NSCI). Сообщается, что Штаты занялись поиском компьютера намного быстрее всех существующих моделей для выполнения сложного, комплексного моделирования, осуществления помощи в научных исследованиях и проектах национальной безопасности.

Правительство Соединенных Штатов надеется, что новый компьютер сможет, например, глубже анализировать метеорологические данные для более точных прогнозов погода. Предполагается также, что новое устройство будет полезно в диагностике раковых заболеваний благодаря анализу изображений, сделанных с помощью рентгена, а также сможет помочь НАСА моделировать турбулентность. Это в свою очередь, позволит создать более обтекаемый дизайн самолета без необходимости длительного тестирования проектируемых вариантов в аэродинамической трубе.

Ричард Кенуэй из Университета Эдинбурга считает, что этот план объединяет стремление создавать и развивать новое оборудование и совершенствовать анализ больших объемов информации (big date), передает BBC.По мнению Кенуэя, компьютер действительно сможет способствовать развитию медицины с учетом индивидуальных специфических особенностей. «Сегодня медикаменты предназначены для большинства людей, и они нормально воздействуют на некоторых из них, но на некоторых — нет», — замечает эксперт. Он добавляет, что сегодня настоящей проблемой является переход от создания лекарств для всех к формированию индивидуальных медицинских препаратов, основанных на информации генома и образе жизни того или иного пациента.

Британские эксперты считают, что создание суперкомпьютера осложняется рядом проблем, на решение которых могут уйти годы. Например, потребуется создать компьютерные компоненты, которые станут намного более энергоэффективными в сравнении с существующими. По их расчетам, расходы только на электроэнергию для питания компьютера составят около 94 миллионов долларов в год.

Напомним, что проекты создания нового лидера среди суперкомпьютеров реализуются в разных странах: в октябре прошлого года Япония предложила компании Fujitsu поучаствовать в новом проекте по созданию компьютера с производительностью в 1000 петафлопс, а это в 30 раз больше, чем у вышеупомянутого лидера Tianhe-2. Сообщалось, что проект назвали Flagship 2020, и Fujitsu будет работать над ним совместно с институтом RIKEN, который на сегодняшний день является одним из самых крупных исследовательских центров Японии. Первым этапом предполагалось создать дизайн, а запуск устройства запланировали на весну 2021 года. Запуск запланирован на апрель2021 года.

Япония не просто так выбрала в партнеры именно Fujitsu. Компания уже имеет серьезный опыт создания суперкомпьютеров, ее главным успехом стал проект K, производительность которого составила 10 петафлопс.

В России тоже шли разговоры о создании нового суперкомпьютера: еще в 2011 году была подготовлена концепция экзафлопсного компьютера, реализацию которого авторы проекта оценили в 45 миллиардов рублей.В рабочей группе, занимающейся этим проектом под эгидой госкорпорации «Росатом» состоят сотрудники институтов РАН и ряда ведущих российских университетов.

Пока что российские достижения в создании суперкомпьютеров довольно скромные, если сравнивать с Японией, Китаем и США. Лучшим российским суперкомпьютером является A-Class, установленный компанией «Т-Платформы» в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова. Его производительность достигает 1,849 петафлопс. Это так называемый «Ломоносов-2». Есть в России и первая версия, которая называется просто «Ломоносов» с производительностью около 1,3 петафлопс, этот компьютер тоже установлен в МГУ.

В то же время Китай вряд ли согласится легко расстаться с позицией одного из лидеров в создании качественно новых компьютеров. В воскресенье, 2 августа, стало известно, что китайский интернет-холдинг Alibaba Group совместно с Китайской академией наук приступил к разработке квантового компьютера . По информации ТАСС, ссылающегося на китайское издание, планируется, что вычислительная мощность изобретения в триллион раз превзойдет современные суперкомпьютеры.

Разработкой квантового компьютера занимаются такие крупные IT-корпорации как Google, Microsoft и IBM. В китайском холдинге объясняют начинание «исключительно научными интересами», так как пока нет понимания относительно коммерческого использования этой технологии. По утверждению китайского ученого Пань Цзяньвэя, процесс ее развития в Китае осложняется тем, что лучшие умы китайской науки переманиваются в конкурирующие американские корпорации (впрочем, Китай сегодня не менее известен «охотой за головами»). По предварительным оценкам разработчиков, создание технологии квантового компьютера займет от 10 до 15 лет.

Привычные нам компьютеры (включая суперкомпьютеры) отличаются от квантовых принципами работы. В частности,в обычных компьютерах используется двоичная система кодирования, где единица информация — это один бит. В квантовом же компьютере эта единица — кубит, которая может принимать значение нуля и единицы одновременно, а достигается это за счет состояния суперпозиции. Предполагается, что квантовые компьютеры будут предназначены только для решения специфических классов задач (среди которых называют в частности криптографические).