Чем ограничиваются достижения компьютера
Мир информационных технологий стремительно развивается, «каждый день что-то новое». Однако немалая часть этих новаций имеет сугубо прикладной характер. По-настоящему фундаментальных новаций, которые скажутся на развитии отрасли, не так много. Большинство надежд на прорыв в области ИТ связаны с квантовыми компьютерами и искусственным интеллектом, но есть и разработки, способные влить новое вино в старые меха «обычного», полупроводникового компьютинга.
1. На пути к «квантовому превосходству»
Квантовые компьютеры — одна из самых «горячих» ИТ-тем последних лет. И в 2019 г. в деле их создания и использования произошли большие подвижки. В начале года IBM представила первые коммерческие квантовые «персональные устройства», ближе к концу Google заявила о том, что ее квантовый компьютер наконец превзошел «обычный».
В январе на международной выставке потребительской электроники CES 2019 корпорация IBM представила Q System One — 20-кубитный квантовый компьютер, который в компании окрестили «первой в мире интегрированной универсальной квантовой вычислительной системой, разработанной для научного и коммерческого применения». В таком заявлении есть доля лукавства — для работы внутри корпуса Q System One требуется поддержание температуры порядка 0,001 К, то есть, практически абсолютного нуля. А в сентябре «Голубой гигант» объявил о предоставлении широкого доступа к своему 53-кубитному компьютеру, расположенному в Центре квантовых вычислений.
Так что можно считать уходящий год годом выхода квантовых компьютеров на коммерческий рынок. И предположить, что наступающий будет богат событиями в этой области.
Немногим позже в широкий доступ, якобы случайно, попала информация о том, что 53-кубитный компьютер Sycamore корпорации Google за 3 минуты 20 секунд создал псевдослучайную последовательность данных с заданным распределением, причем на решение аналогичной задачи классическому суперкомпьютеру Summit от IBM потребовалось бы 10 тыс. лет. Это позволило интернет-гиганту заявить о достижении «квантового превосходства».
По оценке специалистов самой IBM, ее суперкомпьютеру на решение потребовалось бы 2,5 дня, и точность результатов при этом была бы выше. Есть также мнение, что в Google специально подобрали довольно оторванную от жизни задачу, которая относительно проста для квантового компьютера, но требует большого объема вычислений от «классического».
Как бы то ни было, это событие — появление квантового компьютера, способного решать (пусть и несколько странную) задачу быстрее обычного суперкомпьютера, — крайне важно для мира ИТ. Классические процессы изготовления микросхем уже подошли к своему физическому пределу. Сейчас технологическая норма достигла 7 нм, а указанный предел находится где-то в районе 3 нм. Более того, как утверждается, освоение технологий менее 7 нм уже не даст значимого выигрыша в быстродействии.
Создатели традиционных компьютерных систем пытаются обойти законы природы различными способами (о некоторых из них будет сказано ниже), однако радикально картину они не меняют. И надежды на дальнейший прогресс вычислительной техники все чаще возлагаются на квантовые технологии.
В России предлагается выделить p 51 млрд на развитие квантовых вычислений. И кое-какие успехи уже есть: у нас уже появился первый прототип квантового компьютера и заработала самая длинная в мире линия связи с квантовым шифрованием.
2. Сверхпроводимость «добавила» 50 градусов
Компьютерные системы, содержащие сверхпроводящие элементы, не будут терять энергию на обогрев окружающего пространства, соответственно, они будут энергоэффективнее и компактнее. Относительно приемлемых температур ученые уже достигли. Осталось дело за малым — добиться сверхпроводимости при сколько-нибудь нормальном давлении.
Еще один резерв повышения производительности компьютеров, как квантовых, так и классических — сверхпроводимость, которая позволит снизить их энергопотребление и, соответственно, тепловыделение. Поэтому за исследованиями в этой области с большим интересом следят и в мире ИТ.
Очередной прорыв в области сверхпроводимости произошел в мае, когда исследователи международной научной группы, среди которых были и наши соотечественники, обнародовали статью, в которой рассказали о достижении сверхпроводимости декагидридом лантана (LaH₁₀) при температуре –23 ⁰С (250К). Это приблизительно на 50 градусов выше, чем прошлый рекорд.
–23 ⁰С — это нормальная зимняя температура, по крайней мере в России. Проблема лишь в том, что наблюдался эффект сверхпроводимости при давлении почти в 1,7 млн атмосфер. Так что до применения эффекта сверхпроводимости на практике еще очень далеко. Тем более, что следующий кандидат на звание «самого теплого сверхпроводника», декагидрид иттрия YH₁₀, как предсказывают расчеты, будет «сверхпроводить» при температуре аж 47 ⁰С (320 К), но при давлении в 2,5 млн атмосфер.
Но прогресс есть и, по крайней мере, он точно измерим.
3. Металинзы сделают оптические системы более компактными
Незыблемый, казалось бы, принцип, что качественная оптическая система требует много места и стоит дорого, может быть поставлен под сомнение новыми исследованиями в области нанотехнологий.
Что будет, если в СДХ убрать семь из восьми контроллеров?
Главное препятствие на пути миниатюризации современных устройств — законы физики. Оптические элементы «сопротивляются» ей даже упорнее, чем полупроводники. Для размещения полноценной оптической системы требуется место, которого в современных гаджетах нет. Производители смартфонов, например, улучшают качество фотографий с помощью «искусственного интеллекта» (топового смартфона без упоминания о встроенном ИИ сейчас и не сыскать).
Еще одна проблема состоит в том, что изготавливать крошечные линзы с помощью традиционных технологий обработки стекла довольно трудно и дорого.
В качестве альтернативы уже несколько лет предлагаются металинзы — пластинки микронного размера, покрытые наноразмерными столбиками и отверстиями. Металинзы могут менять свойства падающего света — поляризацию, интенсивность, фазу, направление распространения. Набор металинз может менять характеристики света под конкретные нужды.
Эксперименты с металинзами идут уже несколько лет, лидируют в этих исследованиях ученые Гарвардской школы инженерных и прикладных наук, которые в конце 2017 г. решили проблему хроматической аберрации. Суть последней в том, что когда белый свет проходит через обычную линзу, лучи с разными длинами волн отклоняются по-разному и фокусируются в различных точках. Для исправления этого эффекта приходится создавать сложные комбинации линз. А теперь одна металинза может закрыть вопрос.
В начале этого года ученые из Гарварда разработали поляризационно-нечувствительные металинзы, которые могут фокусировать свет всего видимого спектра без аберраций. А в конце года они же разработали металинзы сантиметрового размера (также для работы во всем видимом спектре), которые могут быть изготовлены с использованием традиционных методов изготовления микросхем. За счет этого металинзы, по крайней мере — при большом объеме производства, могут оказаться дешевле обычных. Их, по крайней мере так полагают сейчас, можно будет производить на том же оборудовании, на котором создают и полупроводниковые элементы. Что позволит собирать все части устройств на одной фабрике. Так что звучащие с 2017 г. обещания «камера сматртфона будет снимать как зеркальная» становится реальностью.
Пока же устройства с микролинзами дороги, поскольку не решены проблемы с встраиванием наноэлементов в полупроводниковые устройства. Кроме того, пока прозрачность металинз ниже, чем у обычных, что также ограничивает их применение.
Тем не менее, металинзы ждут в самых разных сегментах ИТ-рынка, от потребительского (их применение могло бы позволить уменьшить и облегчить гарнитуры виртуальной реальности) до корпоративного — устройств интернета вещей, оптоволоконных линий. И даже в квантовом компьютинге собираются применять алмазные металинзы (в алмазе кубиты существуют даже при комнатной температуре).
4. «Традиционный» компьютинг ищет резервы роста в технологиях полувековой давности
Закону Мура, а с ним и традиционному компьютингу предрекают конец уже не первый год, однако производители процессоров раз за разом находят резервы для роста.
Так, британские компании Search For The Next и Semefab разработали технологический процесс производства полупроводниковых изделий Bizen, основанный на технологиях тех времен, когда бал правили биполярные транзисторы. А также на квантовых туннельных эффектах.
Название технологии получилось из слов «биполярный» и «Зенер» (в честь американского физика Кларенса Зенера, описавшего применение используемого в Bizen туннельного эффекта).
Применимость биполярной технологии была ограничена из-за ее требования к резисторам, которые невозможно уменьшать так, как остальные полупроводниковые устройства. Поскольку в технологии Bizen используется квантовое туннелирование, то резисторы становятся не нужны. Это позволяет создавать более простые схемы с большей плотностью элементов. Вдвое уменьшается количество слоев, снижается потребление энергии, уменьшается размер устройства. А скорость изготовления таких устройств, напротив, растет (по утверждению разработчиков — впятеро). При этом относительная простота производственного процесса поможет, как надеются разработчики технологии, вернуть производство на старые полупроводниковые фабрики.
Другой способ преодолеть «7-нанометровое проклятие» продемонстрировала SkyWater Technology Foundry, показавшая первые микросхемы, один слой которых составляют транзисторы на базе углеродных нанотрубок, другой — энергонезависимая память. Через 2,5 года планируется, что по этой технологии удастся создать чип с 50 млн транзисторов, 4 Гбайтами памяти и 9 млн межсоединений на кв. мм между слоями, которые смогут передавать 50 терабит в секунду, потребляя при этом менее 2 пикоджоулей на бит.
А пока новые технологии прокладывают путь в реальную жизнь, текущие задачи приходится решать наличными средствами. В августе компания Cerebras Systems и ее производственный партнер TSMC представили компьютеры CS-1 с самыми большими в мире процессорами. Размеры чипа, названного Wafer Scale Engine — 215×215 мм. На площади 46 225 кв. мм расположены 1,2 триллиона транзисторов (площадь в 57 раз больше, чем у самого крупного графического процессора, а транзисторов — в 78 раз больше), из которых создано 400 тыс. вычислительных ядер, оптимизированных под задачи, связанные с искусственным интеллектом (именно поэтому WSE сравнивают с графическими процессорами, также популярными в ИИ-индустрии). Объем встроенной оперативной памяти — 18 Гбайт, за передачу данных отвечают 12 100-гигабитных каналов. Все это дает возможность CS-1, занимающему около трети стандартной стойки ЦОД (высота компьютера — 15U) заменять собой гораздо более сложные, дорогие и энергоемкие кластеры на графических процессорах.
К омпьютерные технологии неустанно развиваются. Обычные смартфоны теперь способны выполнять задачи, на решение которых в прошлом требовалась мощность огромных вычислительных машин. Впрочем, человечество стоит на пороге куда более масштабного технологического скачка. Он произойдет с появлением полноценного квантового компьютера. Всего за несколько минут он сможет решить задачу, на которую даже у самых мощных суперкомпьютеров уйдут десятилетия и даже столетия вычислений. Пока существуют только прототипы квантовых компьютеров, однако технологии с каждым годом совершенствуются. «Лента.ру» и Homo Science рассказывают, что такое квантовые технологии и каким образом они могут изменить мир.
Одним из первых о создании квантового компьютера заговорил американский физик Ричард Фейнман в 1982 году. По мысли ученого, такие машины способны моделировать сложные квантовые системы, например, атомы, что не по силам обычному, классическому компьютеру, которому для этого требуется колоссальный объем вычислительных ресурсов. Стало ясно, что квантовые компьютеры — хотя на тот момент не существовало даже их прототипов — способны на то, на что не способны даже мощнейшие суперкомпьютеры.
В 1996 году американский математик Лов Гровер предложил квантовый алгоритм решения задачи перебора, который теоретически способен ускорить поиск внутри гигантских баз неупорядоченных данных. Этот алгоритм был реализован в 1998 году с помощью компьютера, состоящего из двух кубитов на базе ядерного магнитного резонанса (ЯМР) — того же самого явления, что стало основой для магнитно-резонансных томографов. Годом позже было показано, что ЯМР-компьютеры не имеют никакого преимущества перед обычными компьютерами, поскольку в них не реализуется особый феномен, называемый квантовой запутанностью.
Пока одни ученые искали алгоритмы, которые можно реализовать на квантовом компьютере, другие занимались физической реализацией квантовых вычислений. В 1995 году физики Сирак и Цоллер предложили ионную ловушку для создания кубитов, а в 1999 году японский физик Ясунобу Накамура продемонстрировал рабочий кубит на основе сверхпроводников.
Технологии стремительно развивались, и в 2009 году была опубликована работа, в которой исследователи использовали два запутанных фотона для вычисления энергии молекулы водорода, что слишком сложно для классических компьютеров. Это была первая демонстрация того, что квантовые вычисления способны привести к полезному результату.
Спустя десять лет, в 2019 году, Google объявила о достижении квантового превосходства: всего за 200 секунд их компьютер выполнил серию вычислений, на которую у суперкомпьютера ушло бы десять тысяч лет. А всего через год о достижении квантового превосходства сообщили китайские ученые: их компьютер на запутанных фотонах Jiuzhang за 200 секунд решил задачу, которая потребовала бы у самого мощного суперкомпьютера до 2,5 миллиардов лет вычислений.
Сейчас уже ведется работа по подготовке человеческого общества к появлению полноценных квантовых компьютеров: разрабатываются новые стандарты, создаются дорожные карты, стратегии выхода на рынок и сфера применения квантовых вычислений.
В России дорожная карта развития квантовых вычислений разработана совместными усилиями Росатома и Российского квантового центра.
На создание квантовых компьютеров и облачной платформы для доступа к ним планируется потратить 23,6 миллиарда рублей.
Квантовое превосходство — это свойство квантовых компьютеров решать задачи, которые не способны решить классические компьютеры за обозримый период времени. Сейчас ученые рассматривают это достижение больше как доказательство принципа, чем то, что может повлиять на будущую коммерческую жизнеспособность таких вычислений.
В России под эгидой Росатома создана Национальная квантовая лаборатория, куда вступили различные научные организации, включая Фонд «Сколково», Российский квантовый центр и профильные научные институты. Целью лаборатории является создание квантовых процессоров на базе сверхпроводников, холодных атомов, фотонов и ионов. К 2024 году планируется построить квантовые компьютеры, состоящие из 30-100 кубитов, в зависимости от используемой технологии.
Квантовое превосходство может быть временным и не исключает появления более эффективных алгоритмов, ускоряющих вычисления классическими компьютерами, поэтому любое заявление о достижении квантового превосходства вызывает скепсис у специалистов и подвергается тщательной проверке. Когда Google опубликовала результаты вычислений квантового процессора Sycamore, IBM заявила, что ее суперкомпьютер способен решить ту же задачу более точно и почти с той же скоростью — за два с половиной дня.
Страны вкладывают огромные суммы в развитие квантовой отрасли. Китай создал новый центр квантовых исследований (National Laboratory for Quantum Information Sciences) стоимостью 10 миллиардов долларов; Евросоюз разработал генеральный план развития квантовых технологий и планирует потратить на это около миллиарда евро; США, в соответствии с законом о национальной квантовой инициативе, выделили 1,2 миллиарда долларов на развитие проектов в этой области за пятилетний период. Однако для достижения полезной вычислительной производимости, вероятно, понадобятся машины, состоящие из сотен тысяч кубитов.
Классические компьютеры выполняют логические операции, используя биты — единицы информации, принимающие значение либо «0», либо «1». В квантовых вычислениях для этого используются кубиты, представляющие собой квантовое состояние объекта, например, фотона. До момента измерения квантовое состояние является неопределенным, то есть оно находится в суперпозиции двух возможных состояний — «0» или «1». Суперпозиция одного объекта может быть связана с суперпозициями других объектов, то есть можно сконструировать между ними логические отношения, подобные тем, что существуют на основе транзисторов в классических компьютерах. Однако квантовые системы трудно поддерживать в состоянии суперпозиции достаточно долго, поскольку квантовое состояние нарушается (система декогерирует) в результате взаимодействия с окружающей средой.
Чтобы добиться квантового превосходства, необходимо использовать явление, называемое квантовой запутанностью. Оно возникает в случае, когда две системы настолько сильно связаны, что получение информации об одной системе немедленно даст информацию о другой — вне зависимости от расстояния между этими системами.
Хартмут Невен, директор Google Quantum AI Labs предложил новое правило, которое предсказывает прогресс квантовых компьютеров в ближайшие 50 лет. Оно гласит, что мощность квантовых вычислений испытывает двукратный экспоненциальный рост по сравнению с обычными вычислениями. Если бы этому принципу подчинялись классические компьютеры, то ноутбуки и смартфоны появились бы в мире уже к 1975 году. Невен обосновывал свое правило тем, что ученые создают все более совершенные квантовые процессоры с большим количеством запутанных кубитов, и при этом процессоры сами по себе экспоненциально быстрее традиционных компьютеров.
Закон Невена, или, как его еще называют, закон Мура 2.0, прогнозирует, что по мере совершенствования квантовых микросхем вычисления будут становиться все быстрее и смогут решать проблемы, которые не под силу даже самым мощным суперкомпьютерам на планете. Это лишь вопрос количества доступных кубитов и снижения частоты ошибок, которые представляют основную проблему современных квантовых информационных систем. Если закон Невена себя оправдает, то в ближайшем будущем квантовые компьютеры покинут пределы университетских и исследовательских лабораторий и станут доступны для коммерческих и других приложений.
Все больше крупных компаний разрабатывают квантовые компьютеры, обеспечивая доступ к ним через облачные технологии. Заказчиками могут быть университеты, исследовательские институты, а также различные организации, которые заинтересованы в том, чтобы протестировать возможные сценарии использования таких вычислений. Рынок пока невелик: по оценкам Hyperion Research , в 2020 году он составил 320 миллионов долларов, однако его ежегодный рост составляет почти 25 процентов.
Специалисты Boston Consulting Group предсказывают, что к 2040 году рынок вырастет до 850 миллиардов долларов. Этот прогноз основан на уверенности, что уже в ближайшие годы мир получит оборудование, подходящее для решения коммерческих и общественных задач. Даже отсутствие готовых прототипов не мешает инвестициям в начинающие стартапы. Например, PsiQuantum привлек 665 миллионов долларов на создание квантовых компьютеров на базе запутанных фотонов.
В настоящее время усилия ученых сосредоточены на двух направлениях: создании универсальных квантовых компьютеров для широкого круга задач и специализированных квантовых вычислителях. Как правило, коммерчески доступные системы имеют небольшое количество кубитов, однако в них используются принципы квантовой механики, ускоряющие вычисления. Одним из главных игроков на этом рынке является компания D-Wave Systems, чьи устройства уже включают в себя пять тысяч кубитов. В 2020 году D-Wave начала предлагать коммерческий доступ через облако к специализированным квантовым компьютерам Advantage с пятью тысячами кубитов, которые пока пригодны для решения сложных оптимизационных задач.
IBM представила коммерчески доступный IBM Quantum System One, пригодный для решения более широкого круга задач, в том числе моделирования материалов для систем хранения энергии, оптимизации портфелей финансовых активов и улучшения параметров стабильности в инфраструктуре энергоснабжения. Исследователи также стремятся использовать квантовый компьютер для того, чтобы раздвинуть границы глубокого обучения. Пока ведутся исследования, связанные с проверкой концепции, то есть демонстрации осуществимости квантовых вычислений в интересующих специалистов областях.
Одна из наиболее перспективных областей, на которую могут повлиять квантовые вычисления, — разработка систем искусственного интеллекта (ИИ). ИИ имеет дело с огромными объемами данных, а неточности в обучении нейронных сетей приводят к значительным погрешностям. Квантовые компьютеры могут улучшить алгоритмы обучения и интерпретации. Предприниматель в области ИИ Гэри Фаулер считает, что большую роль играет способность квантовых компьютеров выходить за рамки привычного двоичного кодирования. Это влияет как на объем анализируемой информации, так и на обработку естественного языка.
ИИ на базе квантового компьютера будет способен глубоко понимать и анализировать текст и речь. Это касается и распознавания образов, то есть искусственный интеллект может научиться видеть предметы и понимать, что находится перед ним, с той же точностью, что человек, и даже лучше. Улучшенное распознавание образов позволит медицинским работникам быстрее диагностировать и лечить заболевания по снимкам МРТ.
Некоторые специалисты считают, что сильный ИИ невозможен без квантовых компьютеров. Современные суперкомпьютеры не обладают мощностью для моделирования человеческого мозга с химическими взаимодействиями между отдельными частями нервных клеток. Даже с учетом закона Мура такие компьютеры не появятся и через миллион лет, однако полноценный квантовый компьютер поможет решить эту проблему.
Считается, что постквантовая криптография, которая неподвластна квантовым компьютерам, остается неуязвимой даже для самых мощных систем. Специалисты уже работают над решением этой задачи, и NIST (Национальный институт стандартов и технологий, США) разрабатывает новые стандарты защиты информации, которые будут опубликованы в 2022 году. В то же время подобная криптография требует огромных ресурсов, поэтому квантовые компьютеры могут помочь защитить то, что они же делают уязвимым. Однако уже сейчас существуют прототипы защитных протоколов будущего, доступные для тестирования. Полный переход к ним может затянуться на 15-20 лет.
Квантовые компьютеры способны привести к резкому прорыву в открытии и разработке новых лекарств, давая ученым и врачам возможность решать задачи, которые невозможно решить сейчас. Специалисты швейцарской фармацевтической компании Roche надеются, что квантовое моделирование ускорит разработку вакцин для защиты от инфекций, подобных COVID-19, лекарств от гриппа, рака и даже болезни Альцгеймера. Квантовое моделирование может заменить лабораторные эксперименты, чем снизит стоимость исследований и сведет к минимуму потребности в тестировании препаратов с участием животных и людей.
Квантовые компьютеры потенциально могут ускорить создание новых катализаторов для утилизации СО2 из воздуха или отработанных газов, которые не только сократят выбросы, но и позволят получать ценные нефтехимические продукты.
С помощью «квантового отжига» можно рассчитать траекторию движения каждой частицы воздушного потока над новым типом крыла, что может привести к изобретению новых технологий в аэродинамике. Подобный принцип можно использовать для решения задач оптимизации трафика в городе или потока данных в сети.
Появление человекоподобных роботов и голосовых помощников, прорывные проекты Илона Маска и скандальный мессенджер Павла Дурова, глобальная криптовалютная лихорадка и уход в виртуальную реальность. О том, какие еще люди, события и технологии в области IT сделали «десятые» — читайте в материале «Реального времени».
4G и 5G
Для тех, кто еще помнит, каким был мобильный интернет нулевых (черно-белые картинки, нелепые рингтоны, гороскопы и другой «богатый» ассортимент), внедрение 4G стало настоящим прорывом. Сеть четвертого поколения разрабатывалась еще в 2000 году, однако доступной для широкого круга пользователей она стала только в «десятых». С этого момента грань между мобильным интернетом и тем, что мы использовали дома, на работе или в компьютерных клубах, начала постепенно стираться, поскольку 4G предоставила нам максимально широкие возможности.
Но прогресс не стоит на месте, и в 2015 году весь мир заговорил о сети нового поколения — пятого. Как рассказывал «Реальному времени» директор ИТИС КФУ Айрат Хасьянов, 5G — это не только мультимедиа-контент высокой четкости, но и более качественная связь в местах массового скопления людей, снижение капитальных затрат сотовых операторов и, как следствие, стоимости услуг связи.
Все большую часть трафика будет создавать «интернет вещей» (IoT). В частности промышленный интернет вещей (IIoT). С каждым годом городская среда будет становиться «умнее», как и наши жилища. Умные города, производства, дома и даже умные чайники — это и есть пользователи интернета вещей.
В Татарстане определили восемь территорий для тестирования сетей 5G. Фото Максима Платонова
К слову, в уходящем году в Татарстане определили восемь территорий для тестирования сетей 5G. О том, какие компании заинтересовались татарстанскими площадками, во сколько обойдется тестирование сети пятого поколения, с какой целью по всей стране запускаются подобные зоны, подробно рассказывало наше издание.
Робототехника
Большой шаг вперед за прошлое десятилетие сделала робототехника. В особенности стоит отметить достижения инженерной компании Boston Dynamics. От каждого нового ролика компании по коже пробегает холодок: роботы, создаваемые ею, ловко прыгают, быстро бегают, преодолевают сложные препятствия и даже делают заднее сальто. В комментариях под видео Boston Dynamics обычно царят крайне панические настроения, и смысл написанного пользователями всегда сводится к тому, что человечеству скоро настанет конец.
Также «десятые» ознаменовались появлением реалистичных до жути человекоподобных роботов. Взять хотя бы Софию, созданную бывшим сотрудником студии Disney и основателем Hanson Robotics Дэвидом Хэнсоном. В 2016 году во время презентации ее спросили, не собирается ли она уничтожить всех людей, на что София ответила утвердительно. А спустя год андроид получила подданство Саудовской Аравии.
Россия, к слову, не отставала от иностранных коллег. Так, директор Института робототехники Университета Иннополис Николаос Мавридис создал в 2017 году «эмоционального» робота «Гагарин». Плюс по всему миру широко разошелся робот для бизнеса Promobot, разработанный пермскими айтишниками. Более того, наши соотечественники, «поймав волну», моментально озаботились вопросом регуляторики и разработали проект первой в мире конвенции о робототехнике и искусственном интеллекте.
Директор Института робототехники Университета Иннополис Николаос Мавридис создал в 2017 году «эмоционального» робота «Гагарин». Фото Олега Тихонова
Илон Маск, Tesla Motors и SpaceX
«Десятые» запомнятся многим яркими и прорывными проектами, запущенными компаниями Tesla Motors и SpaceX американского предпринимателя Илона Маска. Только за 2017 год SpaceX провела 18 успешных пусков, в том числе впервые в истории им удалось повторно использовать при запуске первую ступень ракеты-носителя Falcon 9 — этот успешный старт может стать шагом к серьезному снижению стоимости космических полетов.
Годом позже SpaceХ успешно произвела запуск ракеты-носителя Falcon Heavy с площадки в штате Флорида. Единственной полезной нагрузкой стал личный электромобиль главы компании Илона Маска — красный Tesla Roadster с водителем-манекеном, одетым в скафандр производства той же компании SpaceX. За процессом в режиме онлайн следили несколько миллионов человек по всему миру.
Еще одним прорывом стало выведение в 2019 году на околоземную орбиту 60 космических спутников ракетой Маска Falcon 9. Это один из первых шагов по созданию сети глобального бесплатного и высокоскоростного интернета в рамках проекта Starlink.
Параллельно с этим на «десятые» пришелся расцвет Tesla Motors: в 2012 году с конвейера вышел второй электрокар Маска — Tesla Model S. В 2015 году компания начинает серийный выпуск своего первого полноразмерного кроссовера — Tesla Model X, способного преодолеть на одном заряде порядка 500 километров. В 2017 году компания выпускает свою самую экономичную модель — Tesla Model 3. Но на этом Маск не останавливается: 16 ноября 2017 года Tesla провела презентацию электрогрузовика Tesla Semi, в марте 2019-го представила свой первый внедорожник Model Y, а под конец года Маск удивил всех, презентовав совершенно сумасшедший по дизайну пикап Cybertruck.
На «десятые» пришелся пик популярности дронов. Фото: Andreas Rentz/Getty Images
Дроны
На «десятые» пришелся пик популярности дронов. Область их применения чрезвычайно широка: фото- и видеосъемка, наблюдение за различными объектами, разведка (в том числе военная), доставка.
А под конец 2019-го «беспилотники» были использованы в качестве оружия: крупные месторождения Saudi Aramco в Абкайке и Хурайсе были атакованы дронами, после чего там начались масштабные пожары.
Как рассказывал нашему изданию эксперт в области беспилотных авиационных систем, инцидент с атакой дронов вполне может повлечь «закручивание гаек», как в части доступности самих систем БПЛА, так и в части возможности их использования.
Telegram
Пожалуй, одним из самых известных мессенджеров (по крайней мере в России) уходящего десятилетия можно назвать детище создателя социальной сети «ВКонакте» Павла Дурова — Telegram. Появившись в 2013 году, он не раз провоцировал серьезные дискуссии по самым разным темам: от сохранения приватности и права на тайну переписки до трансформации медиасферы после появления Telegram-каналов, частично заменивших традиционные СМИ и начавших ощутимо влиять на политическую повестку.
Наверняка многие помнят эпичную историю блокировки Telegram в России, растянувшуюся на несколько лет. Напомним, в 2017 году ФСБ потребовала от Дурова предоставить ключи для расшифровки переписки пользователей мессенджера. В противном случае Telegram пообещали заблокировать на территории РФ. Формально, судя по заявлениям руководства Роскомндазора, мессенджер в России все же был заблокирован, однако в реальности россияне продолжают беспрепятственно пользоваться Telegram.
Криптолихорадка
В 2017 году мир стал свидетелем самой настоящей криптовалютной лихорадки. При этом большая часть славы досталась именно биткоину: в 2017-м слово «биткоин» стало самым популярным в соцмедиа, а за его курсом следила буквально вся планета. А посмотреть было на что: если в начале 2017-го стоимость «битка» составляла менее 1000 долларов, то, пройдя десятки резких взлетов и падений, к концу года курс самой известной криптовалюты вырос до 20 тыс. долларов.
Рядовые пользователи, у которых, к примеру, по случайности где-то завалялись биткоины, в момент разбогатели. Это повлекло за собой всплеск интереса к «крипте» и, конечно же, бум майнинговых ферм, которые запускались не только в гаражах, частных домах или квартирах. Так, в 2018 году стало известно о том, что в России частные инвесторы приобрели целую электростанцию для майнинга криптовалют.
Это спровоцировало серьезный интерес со стороны властей, многие страны принялись раздумывать над тем, как вписать криптовалюты в существующую экономическую систему. Помимо этого, создавались специальные экспертные группы по оценке рисков оборота «крипты», разрабатывались законопроекты, подписывались запретительные или разрешительные указы. На фоне всех этих процессов инвесторы и эксперты не переставая спорили о том, «лопнет ли пузырь», являются ли криптовалюты «пирамидой» или же будущим современной экономики.
Электронная коммерция
Минувшее десятилетие отметилось стремительным развитием электронной коммерции. В мире появилось множество торговых онлайн-площадок, самой крупной из которых по праву считается АliExpress. Напомним, чистая прибыль крупнейшей китайской интернет-компании Alibaba (структурным подразделением которой является АliExpress) по итогам 2017—2018 финансового года составила 9,791 млрд долларов.
Помимо расцвета маркетплейсов, наметилась и другая тенденция — абсолютно весь бизнес начал переходить в интернет. К 2019 году ситуация сложилась таким образом, что онлайн-площадки появились как у всемирно известных брендов, так и у совсем локальных проектов.
Если говорить о российском рынке интернет-торговли, то многие эксперты сходятся во мнении, что он развивается довольно активно и имеет мощный потенциал. К примеру, представитель «Яндекс.Маркета» в разговоре с нашим изданием приводил следующие данные: если в мире доля оборота онлайн-ретейла от всего ретейла составляет около 10%, то в России пока только около 5%. Сейчас оборот рынка интернет-торговли в России уже превышает 1 трлн рублей.
В свою очередь, руководитель интернет-площадки KazanExpress Линар Хуснуллин заявлял: «По статистике, в среднем в развитых странах интернет-торговля занимает 20% от общей торговли и стремительно растет. В России сейчас показатель 3—4%, соответственно в ближайшие 7—8 лет ожидается рост в 5 раз. Поэтому ближайшие перспективы хорошие».
Виртуальная реальность
Путь развития виртуальной реальности берет свое начало еще в XIX веке — с довольно примитивного стереоскопа, показывавшего объемные изображения. А настоящий бум в сфере VR случился в 2012-м — после запуска стартапом Oculus краудфандинговой кампании по сбору средств на выпуск шлема виртуальной реальности. Стоит отметить, что первая партия продукта была раскуплена в 2015 году быстрее, чем за 15 минут. За этим событием последовал взрывной рост инвестиций в VR.
При этом многие эксперты считают, что на данный момент технологии виртуальной реальности достаточно далеки от пика своего развития. Тем не менее уже сейчас они применяются в различных областях, не ограничиваясь лишь игровой индустрией.
— Какое будущее ждет VR? На самом деле, это даже не будущее, а настоящее. Это «голубой океан», который развивается с каждым днем. VR применяется абсолютно везде — история, архитектура, туризм, образование, медицина. В трех-пятилетней перспективе виртуальная реальность полностью и в хорошую сторону изменит наш повседневный быт. Каждый человек, который мечтает быть поваром, врачом или президентом, через виртуальную реальность сможет моделировать эти события и побывать в теле другого человека, путешествовать, сидя дома. Виртуальная реальность безгранична, — рассказывал в интервью «Реальному времени» основатель компании Fibrum Илья Флакс.
К 2019 году десятки стран официально признали киберспорт одной из спортивных дисциплин, игроки стали зарабатывать без преувеличения огромные деньги, а кибертурниры начали собирать миллионную аудиторию. Фото Максима Платонова
Киберспорт
Сумасшедший рост в уходящем десятилетии получила индустрия киберспорта. Новые технологии, появлявшиеся как грибы после дождя, повсеместный доступ к ним и к интернету — все это вкупе дало мощный толчок развитию этой сферы.
К 2019 году десятки стран официально признали киберспорт одной из спортивных дисциплин, игроки стали зарабатывать без преувеличения огромные деньги, а кибертурниры начали собирать миллионную аудиторию.
Текущий объем российского сегмента рынка эксперты оценивают по-разному. К примеру, директор по стратегическим коммуникациям ESforce Holding Ярослав Мешалкин, основываясь на данных независимых исследовательских компаний и собственной экспертизе, называл сумму в $45 млн. Подробнее о том, как устроен рынок киберспорта и на что тратятся деньги в индустрии, давно вышедшей за рамки сугубо гиковского развлечения, вы можете узнать из исследования, проведенного «Реальным временем».
Голосовые помощники
Первые попытки распознать голос силами технологий начали предприниматься учеными еще в 1930-х, однако именно прошлое десятилетие подарило человечеству сразу несколько полноценно функционирующих голосовых ассистентов.
В 2011 году мир познакомился с Siri — облачным персональным помощником и вопросно-ответной системой, входящей в продукты компании Apple. Тогда же Google интегрировал функцию голосового поиска в браузер Chrome, а у Microsoft появилась собственная виртуальная голосовая помощница — Cortana.
В 2014-м компания Amazon представила первую в мире умную колонку Amazon Echo с голосовой ассистенткой Alexa. Через пару лет российский IT-гигант «Яндекс» выпустил умную колонку «Яндекс.Станция» с голосовой помощницей Алисой. Кстати, с последней даже пообщался президент России Владимир Путин, а «Реальное время» взяло у Алисы интервью о ее намерении поучаствовать в выборах главы государства.
Русские хакеры
Русскоязычные хакеры давно были известны миру как одни из самых «прокачанных». Как рассказывал «Реальному времени» эксперт «Лаборатории Касперского», они появились в 90-е — в то время, когда с экономикой все было крайне плохо. Соответственно, очень много действительно светлых умов, у которых было хорошее еще советское математическое образование, обратили свое внимание на «темную» сторону. Это был этап появления вредоносного ПО, направленного именно на кражу и финансовое обогащение, а не на демонстрацию собственного мастерства.
Но всемирную «славу» русскоязычные хакеры заработали именно в «десятых»: благодаря мощному освещению в СМИ все тогда смогли лицезреть их переход от условного кардерства к глобальной политике. К примеру, в 2016 году поднялась жуткая истерия вокруг «вмешательства русских хакеров» в президентские выборы в США, после которых к власти пришел Дональд Трамп. После этого во всех «сливах» и «взломах» международная общественность принялась винить понятно кого.
По мнению президента группы компаний Cognitive Technologies Ольги Усковой, вмешательство русскоязычных хакеров во все международные дела — это скорее бред. Однако бред довольно выгодный.
— Если говорить серьезно, то, когда мы приезжаем на переговоры (именно в последний год после этой идиотской шумихи вокруг выборов президента США), перед нами буквально расстилается красная ковровая дорожка: «RnD в России? Конечно-конечно! У вас же такие специалисты!» Такой рекламы и специально не придумаешь. Мне жаль, что наше государство этим не пользуется, но мы, наша компания, пользуемся. Весь этот психоз сократил нам контрактные циклы вдвое. Русские программисты сейчас круче, чем русский балет, благодаря этой истерии вокруг Трампа, — считает наша собеседница.
В Иннополисе есть инновационный университет, технопарк и особая экономическая зона, дающие мощный импульс развитию города. Фото Максима Платонова
Татарстанская Кремниевая долина
В 2012 году Татарстан приступил к строительству нового города, решив создать свой аналог Кремниевой долины. Речь, конечно, об Иннополисе, собравшем на своей территории крупнейшие IT-компании и топовых специалистов индустрии. Более того, в Иннополисе есть инновационный университет, технопарк и особая экономическая зона, дающие мощный импульс развитию города.
Как рассказывал нашему изданию заместитель премьер-министра Татарстана по цифровой экономике Роман Шайхутдинов, в 2019 году в Иннополисе стало на 973 жителя больше, родились 203 ребенка, а из 4 451 человека в городе только 30% — жители Татарстана (все остальные — люди, которые приехали со всех уголков страны и из 34 стран мира). Прирост по инвестициям в этом же году составил 7,2 млрд рублей.
Государство и интернет
Также в 2019 году депутаты Госдумы приняли закон, который делает обязательной предустановку российского программного обеспечения на продаваемые на территории страны гаджеты. Как заявил один из авторов законопроекта Олег Николаев, новые правила направлены на защиту прав потребителей. По его словам, таким образом покупатели получат возможность выбора в том числе и отечественных приложений.
И под конец 2019 года вступил в силу закон об устойчивом Рунете или, как его окрестили обитатели Сети, закон о «суверенном интернете», предполагающий создание автономного отечественного интернета, «защищенного» от внешних угроз, а также правительственный контроль за рядом функций телеком-операторов. Напомним, в беседе с «Реальным временем» бывший технический директор «ВКонтакте», экс-директор особых направлений Telegram Антон Розенберг рассказал о том, чем в реальности может обернуться внедрение всех новаций для рядовых пользователей и бизнеса, рисках создания «красной кнопки» и невнятных целях и методах законотворцев.
Рассказываем о достижениях человечества, о которых в начале нулевых мы могли только мечтать и которые теперь стали частью нашей повседневности.
1. Смартфон
Еще в 80-е годы компьютеры занимали целые комнаты. Со временем, уменьшаясь в размерах и увеличивая мощность, компьютеры стали помещаться в кармане. Современные смартфоны используются буквально во всех сферах жизни городского человека: мы работаем с помощью смартфонов, определяем маршруты, учимся, развлекаемся. Гаджеты стали настолько неотъемлемым атрибутом, что многие люди скорее забудут дома ключи или кошелек, но обязательно возьмут с собой смартфон. 2. Социальные сети
3. Большие данные
За последние 40 лет мощность компьютеров выросла настолько, что скорость вычислений ограничивается уже размером атома. Многие ученые говорят о смене курса развития компьютерных технологий с увеличения мощности на обработку данных. Поскольку digital-технологии проникли практически во все сферы нашей жизни, данных для сбора оказалось более чем достаточно. Технология big data позволяет собирать все эти данные на совершенном новом уровне.
Такие крупные компании, как Google и Facebook, стали одними из первых, кто стал использовать технологию в своих сервисах, существенно усовершенствовав функционал своих продуктов. С помощью больших данных компании получают не только информацию о своих пользователях, но и огромную прибыль. Не зря данные, полученные с помощью big data, уже называют «новой нефтью».
4. Нейросети
До изобретения искусственного интеллекта, чтобы научить программу играть в шахматы, разработчикам необходимо было заложить большое количество правил, которым программа неуклонно следовала. Современные нейронные сети умеют самостоятельно обучаться игре, изначально не зная о ней совершенно ничего. Так, в 2019 году искусственный интеллект впервые выиграл у действующего чемпиона партию в Го — китайскую настольную игру, одну из самых сложных в мире. Чтобы добиться таких результатов, программа играла миллионы партий сама с собой. 5. Феномен Илона Маска
Если в нулевых мы лишь мельком слышали об автомобилях с электродвигателем, то появление Tesla практически ознаменовало новую эпоху в автомобилестроении. Производством электромобилей занялись другие мировые бренды, а во многих крупных городах массово стали появляться зарядные станции.
Илон Маск начинал с разработки программного обеспечения для новостных изданий, а теперь его компания SpaceX занимается запуском ракет и планирует к 2025 году доставить первую экспедицию на Марс. Маск изменил технологический мир и вдохновил многих изобретателей и исследователей.
6. Электронные платежи
В нулевых появились сервисы по безналичной оплате: WebMoney, Qiwi, PayPal, к которым люди привыкали долго и робко. Однако сейчас довольно редко мы расплачиваемся уже наличными деньгами. Многие оплачивают покупки с помощью смартфона через мобильный банк, а обычные походы в магазин все чаще заменяет поиск в интернет-порталах. 7. Криптовалюты
В 2010-х годах в широкий оборот вошли криптовалюты. По сути, цифровые деньги — это сложные математические коды, которые решаются с помощью мощных компьютеров. Это полностью децентрализованная система, в которой постоянно происходит генерация электронных денег.
Каждая электронная валюта обладает своим курсом, который определяется только динамикой спроса. Вследствие этого, рост или падение курса предсказать попросту невозможно. В свою очередь, небывалый интерес общественности к биткоинам, одной из цифровых валют, поднял курс до невиданных высот — с $2 до максимальной отметки в 2017 году в $20 000.
8. 3D-принтер
В десятые годы широкую известность получили 3D-принтеры. Принцип их работы заключается в послойном создании объекта по трехмерной цифровой модели. 3D-принтеры позволяют оптимизировать создание сложных объектов, на реализацию которых с помощью привычных методов ушло бы слишком много времени и ресурсов.
Применение 3D-печати довольно широко: моделирование сложных моделей для презентаций и образования, медицина, функциональное тестирование, производство одежды и многое другое. Также разрабатываются крупные проекты, которые позволят создавать масштабные строительные объекты.
9. Онлайн-образование
Развитие цифровых технологий повлияло и на сферу образования. За рубежом открываются первые онлайн-проекты, такие как массовые открытые онлайн-курсы: Coursera и edX — платформы, где преподаватели из ведущих зарубежных университетов выкладывают онлайн-лекции. Среди российских аналогов наиболее известны «Открытое образование», «Универсариум», «Лекториум», «Интуит».
Онлайн-образование отвечает главным требованиям нового времени: доступ к знаниям в любое время и в любом месте, возможность учиться всю жизнь. Уроки составлены индивидуально и предусматривают скорость обучаемости и уровень знаний каждого пользователя.
В свою очередь, образовательные учреждения пополняют свои фонды не только бумажными вариантами книг, но и электронными. С помощью современных электронно-библиотечных систем вузы обеспечивают своих студентов большим количеством образовательного контента и доступом к нему из любой точки мира.
Компьютеры одно из величайших изобретений! Они изменили мир, изменив наше сегодняшнее мышление.
Огонь, как известно, первое изобретение человека. Но тогда он мало что знал, что эти усилия так радикально изменят его мир. С тех пор изобретение за изобретением, прямо с колеса на гильотину, многое изменило для человечества. Начиная с простых машин и заканчивая сложными механизмами, эти изобретения привели лишь к морским изменениям в том, как мы функционируем сегодня. Например, изобретение компьютеров принесло в мир технологию, которая, как ни одна другая машина, созданная человеком, обладала силой многозадачности. Она могла хранить информацию, упрощать задачи и организовывать работу с помощью всего одной инструкции. С тех пор компьютеры превратились в более умные машины, созданные ведущими конгломератами информационных технологий. Давайте узнаем, как компьютеры изменили мир.
Как компьютеры изменили бизнес
Компьютеры сильно изменили способ функционирования бизнеса. Еще в старые добрые времена корпоративные дома арендовали помещения для ведения бухгалтерии. Потребовались месяцы, чтобы разобраться в прибыли или убытках, которые предприятие получило или понесло. Запись записей и других соответствующих данных производилась вручную, и большинство из них оставались скриптовыми. Однако с появлением компьютеров концепция ручных записей и использования человеческого мозга для запоминания и запоминания финансовых операций компании устарела. Это преобразование было известно как автоматизация, которая сделала компьютеры основой всех предприятий новой эры. Сегодня компьютеры используются не только для ведения бухгалтерского учета. Почти все, что происходит в организации, с момента ее создания и до закрытия, записывается, обрабатывается, оценивается и исправляется с помощью компьютеров.
Как компьютеры изменили нашу жизнь
Представить нашу жизнь без компьютеров почти невозможно. Повсеместность этих машин показывает нашу неисправимую зависимость от них. Изначально компьютеры использовались только на рабочих местах. Однако вскоре они стали бытовым названием, которое произвело революцию во всем, начиная от школьных заданий и заканчивая покупками продуктов. Когда компьютеры были дополнены Интернетом, это вызвало большой сдвиг в нашем функционировании. Это сгладило несколько разрывов в междугородней связи. Это дало толчок глобализации, сблизив мир и открыв новые возможности для изучения человеческой сферы. На протяжении определенного периода времени компьютеры позволяли работать из дома, что создало новый тип занятости для многих. Это придало новое измерение использованию компьютеров в домашних условиях. С развитием технологий такие простые вещи, как покупки, бронирование билетов, покупка нового дома, поиск школ и колледжей, подача заявлений, поиск проектов и медицинской информации стали намного проще с внедрением компьютеров в каждом доме. Таким образом, компьютеры влияли на нашу жизнь так, что оставались ослепленными невооруженным глазом.
Как компьютеры меняют наш образ мышления?
Компьютеры подтолкнули нас к знакомству с различными мирами и культурами. Несмотря на то, что рост является виртуальным, его последствия очень реальны. Революция в Египте является последним примером того, как компьютеры изменили мир. Сегодня отличительной чертой информационных технологий являются компьютеры. Изобретение этой машины изменило взгляд мира на культуру, экономику, историю и текущие события. Появление компьютеров, несомненно, привело к революционным изменениям в нашем существовании, однако оно имеет и обратную сторону. Таким образом, использование компьютера для лучшей эволюции в ближайшие десятилетия остается большим вызовом для человечества.
Читайте также: