在后摩爾時代,計算機的形態會有什么樣的變化,如何可持續地提升計算能力?衛星系統如此高大上的技術,除了給汽車導航的gps,還有什么應用?這些行業關注的焦點問題,在最近舉辦的世界互聯網大會上,幾位相關領域的大咖給出了答案。
世界互聯網大會上有哪些高大上的“黑科技”?
2017年12月3日,世界互聯網大會在美麗的千年水鄉烏鎮開幕,在此次的大會上,公布了計算機和衛星領域的重要創新技術,那在本次大會上油哪些高大上的“黑科技”呢?
1. 超級計算機大發“神威”
在世界互聯網大會上,清華大學教授、國家超級計算無錫中心主任楊廣文為世界展示了我國的“神威·太湖之光”超級計算機的“神威”。
“目前“神威·太湖之光”已經連續4次奪得世界第一,成就了中國超級計算機十次蟬聯世界冠軍的輝煌,表明中國超級計算機在性能和結構上引領世界。”楊廣文介紹道,目前為止,“神威·太湖之光”已經完成應用17項,取得了多項國際成果,確立了中國在超算領域的國際地位。“戈登貝爾獎”是超級計算應用的最高獎,去年“神威·太湖之光”超算團隊全面發力,在六項項目中占據了三位,最后奪冠,實現了我國在“戈登貝爾獎”獎項方面零的突破。而在今年三項超級計算機遴選的項目中,我國的超算占了兩項,都是由清華團隊領先,最終蟬聯冠軍。在機器和應用方面一周內奪得兩項超級計算機的世界最高獎,可見我國已在超算領域取得領先地位。
2、光量子計算機超越早期經典計算機
接著上臺演講的中科院量子信息與量子科技創新研究院教授陸朝陽提到:“對量子物理學基本問題的研究給計算機科學帶來了新的機會。”
2017年5月,我國發布了世界上首臺超越早期經典計算機的光量子計算機。針對“玻色采樣”問題,該原型機的處理速度比目前國際所有實驗速度快至少24000倍,同時也第一次超過了人類歷史上第一臺電子管計算機和第一臺晶體管計算機。同時,在超導體系,中國科大、浙江大學和中科院物理所等合作團隊研發了十比特超導量子比特的糾纏,并演示了求解線性方程組的量子算法。最近,我國已經實現了18個光量子比特的超糾纏,進一步刷新了該領域的世界紀錄。今年年底,中科院量子信息與量子科技創新研究院將上線高精度十超導量子比特的云計算平臺,公眾可以在線體驗量子計算。
在光量子計算機方面,我國起步稍晚,但我國對此建設非常重視,在前端時間舉辦的apec峰會上,習主席強調,我們正迎來新一輪科技和產業革命,數字經濟、共享經濟在全球范圍內掀起浪潮,人工智能、量子科學等新技術不斷取得突破,亞太不能等待和觀望。相信在不久的未來,我國光量子計算機將會趕上甚至超越外國的水平。
3、北斗衛星導航系統更高效精準
隨后,中國衛星導航辦公室主任冉承其展示了更高效和精準的北斗衛星導航系統。
“上個月,新一代北斗三號全球系統部署拉開大幕,一個更高效、更精準的時空服務正在用北斗給出中國方案。”冉承其介紹到,北斗是目前唯一可以進行短報文通信的導航系統, 從誕生之初就開創性地把定位、導航、授時和位置報告短報文融為一體,這是其他系統不具備的。北斗導航系統在中國率先提供厘米級高精度位置服務,覆蓋全國的北斗地基增強網和互聯網、云計算、大數據融合。
這些高科技有什么用?
一項科技再高大上,如果不能為人所用,也只是空中樓閣。那么,在互聯網大會上展示的這些高科技有什么應用呢?
超級計算機方面,楊廣文在會上演示了超級計算機的兩個應用,一是大氣模擬,一是大地震模擬。
1、大氣模擬。由中科院軟件所、清華大學、北京師范大學聯合研制的“千萬核可擴展非靜力大氣動力全隱式求解器”,擴展了綜合異構架構的新技術、新方面,使得模擬的顯示性能比當時國際上的成果領先了一個量級,可以支持米全球大氣模擬。將這個系統切入到我們的大氣模式里頭,對于我國精細化模式天氣氣侯具有重要的作用。
2、大地震模擬。由清華大學、山東大學、國家超級計算無錫中心、南方科技大學共同研制完成的“非線性大地震模擬”,精巧的設計和高速壓迫數據的傳輸模式,成功地實現了唐山大地震過程的首次精準模擬。這一過程對于科學家了解地震的發生和傳播規律具有重要的意義,特別是防震救災。
此外,超級計算機還在天氣、材料、新能源等方面完成了100多項重大項目的應用。未來,超算中心將繼續在“神威·太湖之光”生態環境上下大力氣,推廣應用。
光量子計算機應用方面,基于“相干疊加”原理,如果有四個量子比特,它可以同時處于16種狀態,若能夠精確地操縱50個量子比特,計算機就可以有2的50次方的狀態同時存在,大約1000萬億這么大的一個數。所以它能夠通過一些特定算法的設計,來解決一些重要的特定問題,包括密碼破譯、大數據分析、人工智能等。
不過,我國目前整個量子計算機的領域遠遠沒有發展到這個水平,總體還處于基礎研究的階段。
至于北斗導航系統方面,隨著物聯網、智慧城市的建設,北斗導航發揮的作用將越來越重要。它高精度服務正像水、電一樣,成為觸手可及、隨需而用的公共服務。“北斗+”正激發出層出不窮的創新和變革。
1、漁民與驢友的福音。北斗已加入民航、海事、移動通信三大國際組織。出沒于江河湖海,或穿梭于深山野林,都容易迷失方向,失去聯絡。北斗成了遠洋漁民和驢友便捷可靠的新選擇,累計挽救漁民超10000人,成了漁民的海上保護神。而冒險闖入旅游禁區在北斗的指引走向安全區的也不在少數。
2、北斗在中國建成了全球最大的車聯網平臺。480萬輛裝有北斗的運輸車輛上線,重大事故率和人員傷亡率均下降近50%,出行耗時減少1/3。
3、移動通信方面,在中國銷售的4g手機,北斗成為標配。2020年中國衛星導航的產值將超過4000億,北斗應用覆蓋世界50多個國家和地區,服務人口近30億。
4、特殊人群的保護傘。如果孩子調皮搗蛋,放學后總喜歡在外貪玩;如果年邁的父母患有老年癡呆,不慎走失,都可以求助北斗。為特殊人群配備腕表式裝置等用戶終端,能夠讓你遠程掌握家人動態。北斗為襁褓中的嬰兒、獨居老人等特殊人群撐起保護傘。
此外,北斗導航還廣泛應用在公安保衛、搜救、救災搶險、交通管理等諸多特殊行業上。在軍事領域,北斗導航意義重大,擁有了真正屬于自己的“天眼”,擺脫了對國外衛星系統的依賴,北斗已是“一帶一路”走向國際的中國名片。
這些高科技離你有多遠?
超級計算機、光量子計算機和北斗衛星導航系統這些高大上的技術目前主要是由國家的科研機構投入研發和操作。看起來與我們接地氣的日常生活無關,但在無形中它們也在服務于我們的生活。
比如北斗導航系統,從誕生到現在的近6年時間內,已經從導航,到特殊行業,再到民用行業,逐漸地過渡應用在我們的出行和安全等方面。
而超級計算機方面,除了在前文提到的大氣模擬、大地震模擬等領域的應用之外,它還可以在動漫渲染、工程仿真、建筑信息模型以及基礎科學研究上應用。甚至,在大學生的工程畢業設計都可以應用到。筆者以前做畢業設計模擬仿真時,就曾試過遠程使用廣州超算中心。所以,它其實離我們并不遠。
目前,我國量子計算機在密碼破譯、大數據分析、人工智能等基礎領域仍是起步階段。如果實現這方面研究突破,可以在極短時間內分析大數據,帶來更精確的天氣預報;更快地對人類基因進行排序和分析,為更多的民眾提供個性化藥物治療和醫療保健服務;深度分析空中交通模式,將帶來更高效的航線安排,可以有效統籌飛機從而減少出行時間,同樣可以應用于高速公路、各種復雜的城市系統網絡(電網等),從而達到高效、避免擁堵的目的。因此,未來的應用離我們并不遙遠。
總結
這些高大上的黑科技間接地在生活中發揮作用,從這角度來講,它其實離我們很近。或許是因為這些高端科技的制造和實際操作難度極高,在人們的日常生活中直接接觸和使用極少,讓人覺得他們目前仍很遙遠。在量子計算機方面,確實仍需要等待更加先進的技術研究推動它的發展,才能有更廣的應用,為大眾所熟悉和使用。
來源:電子工程網
以上是網絡信息轉載,信息真實性自行斟酌。