13 ноября 2018 года был опубликован очередной, 52-й выпуск рейтинга самых мощных суперкомпьютеров в мире TOP-500. И, как и прежде, на полях этого рейтинга продолжает разворачиваться ожесточенное сражение между двумя безусловными лидерами в этой области - Китаем и США. По количеству суперкомпьютеров, попавших в список рейтинга, Китай (227 систем, 45 процентов) существенно потеснил США (109 систем, 22 процента). Однако, суперкомпьютеры США мощнее китайских, и на долю всех американских суперкомпьютеров приходится 38 процентов от суммарной вычислительной мощности всех суперкомпьютеров, попавших в рейтинг. На долю Китая в это же время приходится 31 процент от суммарной вычислительной мощности.

Ученые-физики из университета Альберты, Канада, разработали новый способ создания хранилища информации, способного хранить "тонкую и хрупкую" квантовую информацию, закодированную в параметрах импульса света. В качестве собственно хранилища выступает облако сверхохлажденных атомов рубидия, которое способно поглотить импульс света полностью, до самого последнего фотона. А освещение облака атомов контрольным импульсом света позволяет получить новый импульс, все параметры которого полностью повторяют параметры исходного импульса, содержавшего в себе квантовую информацию.

Не так давно состоялся официальный запуск новой суперкомпьютерной вычислительной системы SpiNNaker, в состав которой входит один миллион вычислительных ядер. Но не количество процессоров и ядер является основным достоинством нового суперкомпьютера, разработанного и созданного специалистами Школы информатики Манчестерского университета. Главным во всем этом является то, что суперкомпьютер SpiNNaker (Spiking Neural Network Architecture) - это первый в своем роде нейроморфный суперкомпьютер, работа которого основана на принципах работы головного мозга. Нынешней вычислительной мощности, обеспечиваемой всеми процессорами, каждый из которых содержит приблизительно по 100 миллионов транзисторов, хватает для выполнения 200 миллионов миллионов нейроморфных операций в секунду, чего достаточно для моделирования одного миллиарда нейронов в режиме реального времени, гораздо больше, чем это может делать любой из самых мощных современных суперкомпьютеров.

В течение достаточно долгого периода времени квантовые компьютеры были не более чем фантастической идеей, но уже сегодня эта идея очень близка к реальному воплощению благодаря тому, что правительства многих стран и руководство крупных компаний интенсивно вкладывает капитал в развитие квантовых технологий. На свете уже существуют даже коммерческие образцы "спорных" квантовых компьютеров компании D-Wave, но до последнего времени еще ни разу не было получено надежных доказательств так называемого квантового превосходства, кардинального превосходства квантовых компьютеров над классическими компьютерами при решении определенных и оптимизированных для этого вычислительных задач.

Синтетическая биология является относительно новой областью современной науки. Тем не менее, она уже начала оказывать влияние на другие области, включая биологию, нанопроизводство, медицину и т.п. Однако, для дальнейшего эффективного продвижения этой области требуется решение одной возникшей проблемы - проблемы выполнения вычислений громоздких задач, оперирующих молекулярным контекстом, задач, с решением которых не очень хорошо справляются существующие процессоры и даже специализированные микроконтроллеры.

Не так давно в США имел место скандал, связанный с тем, что многие крупные компании, такие как Amazon, Apple и другие, плюс некоторые военные подрядчики с 2015 года закупали вычислительную технику, в которой были использованы комплектующие компании Super Micro, произведенные в Китае. И, по имеющейся информации, во время производства в эти комплектующие были встроены аппаратные закладки, использование которых позволяло получить удаленный контроль над вычислительной системой. Естественно, что представители Amazon, Apple, Super Micro и китайское правительство отрицают данный факт, но исследования, проведенные специалистами Флоридского института проблем кибербезопасности (Florida Institute for Cybersecurity Research, FICS), указывают на то, что это все является кибератакой нового типа.

Может ли происхождение жизни быть объяснено с точки зрения законов квантовой механики? И если да, то существуют ли квантовые алгоритмы, в которых непосредственно закодирована жизнь? Частичные ответы на эти вопросы были получены группой ученых, которые провели симуляцию на одном из самых мощных суперкомпьютеров компании IBM. Модель, в которой были закодированы принципы поведения, связанные с саморепликацией, взаимодействиями между индивидуумами, неизбежной смертью и т.п., показала, что специально разработанный квантовый алгоритм может быть запущен на квантовом компьютере, который после этого обретет способности максимально точно подражать некоторым из видов биологических существ из реального мира.

Исследователи из Йельского университета впервые в истории науки продемонстрировали возможность телепортации не только квантовой информации, но и состояния квантового логического элемента, каждый из которых был представлен отдельным квантовым битом, кубитом. Эта возможность, осуществляемая в строго заданный и полностью контролируемый момент времени, открывает новый путь для создания новой архитектуры модульных квантовых компьютеров, к которым в случае необходимости, можно будет подключать дополнительные модули, увеличивая вычислительную мощность этих систем.

Использование кремния, на базе которого построены практически все современные компьютерные чипы, позволяет упаковать на однокристальную схему сотни миллионов и миллиарды транзисторов. Этот же материал в будущем может стать основой и гораздо более мощных квантовых компьютеров, что наглядно продемонстрировали ученые из Национального университета оборонных технологий (National University of Defense Technology) в Чанше, Китай. Эти ученые недавно продемонстрировали кремниевый чип универсального квантового компьютера с двумя кубитами, основой которых являются фотоны света.

В настоящее время в Китае начат проект, на который планируется потратить 1 миллиард юаней (145.4 миллиона американских долларов), целью которого является создание нового суперкомпьютера, основанного на использовании явления сверхпроводимости. Основой процессоров и некоторых других компонентов этого суперкомпьютера станут схемы, изготовленные из специальных материалов, которые, будучи охлажденными до сверхнизких температур, будут потреблять во время своей работы в 40-1000 раз меньше энергии, чем аналогичные традиционные схемы. И, согласно планам, первый опытный образец нового суперкомпьютера должен появиться на свет уже в 2022 году.

Искусственные нейронные сети, используемые сейчас в технологиях искусственного интеллекта и предназначенные для решения тяжелых вычислительных задач, таких, как распознавание объектов на изображениях, к примеру, ассоциируются у нас с большими высокопроизводительными вычислительными системами или специализированными нейроморфными процессорами, работа которых основана на принципах работы головного мозга. Однако, исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе нашли новый способ реализации искусственной нейронной сети, используя свет, проходящий через череду специальных дифракционных пластин, изготовленных при помощи технологий трехмерной печати. Естественно, что такая нейронная сеть буквально работает со скоростью света, а для ее функционирования требуется не такое уж и большое количество энергии.

Исследователи из американского Национального института Стандартов и Технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) создали первый в своем роде кремниевый чип, содержащий искусственную нейронную сеть, работающую на принципах функционирования головного мозга человека. Но главным отличием нового чипа от других подобных чипов является то, что вместо электрических сигналов в нем используются оптические сигналы, что, в свою очередь, позволяет нейронной сети функционировать буквально со скоростью света.

Одним из направлений развития систем искусственного интеллекта является улучшение качества и увеличения реалистичности компьютерных игр. В этой области искусственный интеллект может составлять новые карты или управлять действиями неигровых персонажей, которые действуют в манере, практически неотличимой от манеры действия человека. И недавно исследователи из DeepMind, подразделения компании Google, занимающегося искусственным интеллектом, обучили одну из своих систем играть в известную компьютерную игру "Quake III Arena". Через некоторое время, потраченное на тренировки, по уровню игры эта система сначала догнала, а затем и перегнала людей, являющихся наилучшими в этом деле.

Благодаря наличию целого ряда специализированных и простых в использовании программ, ориентированных на обработку цифровых изображений, таких, как Adobe Photoshop, дело создания фальсифицированных изображений упрощается буквально с каждым годом, как и усложняется процесс отделения нормальных изображений от фальсифицированных. Не так давно исследователи компании Adobe, работавшие совместно с учеными из университета Мэриленда по заказу Управления перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA, создали и обучили систему искусственного интеллекта, которая путем глубокого анализа изображения способна выявить даже самые слабые следы постороннего вмешательства.

Вполне вероятно, что настанет время, когда компьютеры и другие цифровые системы будут изготовлены не из отдельных чипов, установленные на общей печатной плате, а из одного большого кремниевого чипа, на котором будут содержаться все необходимые компоненты. Исследователи компании AMD занимаются сейчас разработкой концепции так называемых "чиплетов", что, по их мнению, позволит ускорить обмен данными между компонентами компьютера и уменьшить размеры компьютеров за счет большей интеграции компонентов. А набор этих отдельных компонентов, чиплетов, будет представлен процессорами, памятью, устройствами ввода-вывода и всеми другими компонентами, необходимыми для построения даже самых сложных систем.