भविष्य के कंप्यूटिंग सिस्टम क्या हो सकते हैं

हम आपको बताते हैं कि डेटा केंद्रों में क्या नई चीजें दिखाई दे सकती हैं और न केवल उनमें।

/ फोटो जेसे ओरिको अनस्प्लैश

यह माना जाता है कि सिलिकॉन ट्रांजिस्टर अपनी तकनीकी सीमा के करीब पहुंच रहे हैं। पिछली बार, हमने उन सामग्रियों के बारे में बात की थी जो सिलिकॉन की जगह ले सकती हैं और ट्रांजिस्टर के विकास के लिए वैकल्पिक दृष्टिकोणों पर चर्चा की। आज हम उन अवधारणाओं के बारे में बात कर रहे हैं जो पारंपरिक कंप्यूटिंग सिस्टम के संचालन के सिद्धांतों को बदल सकते हैं: क्वांटम मशीन, न्यूरोमाफिक चिप्स और डीएनए-आधारित कंप्यूटर ।

डीएनए कंप्यूटर

यह एक प्रणाली है जो डीएनए अणुओं की कम्प्यूटेशनल शक्ति का उपयोग करती है। डीएनए स्ट्रैंड में चार नाइट्रोजनस बेस होते हैं: साइटोसिन, एडेनिन, गुआनिन और थाइमिन। उन्हें एक विशिष्ट अनुक्रम में जोड़कर, आप जानकारी को एन्कोड कर सकते हैं। डेटा को संशोधित करने के लिए, विशेष एंजाइम का उपयोग किया जाता है, जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करते हुए, डीएनए श्रृंखलाओं को पूरा करते हैं, साथ ही उन्हें काटते और छोटा करते हैं। इस तरह की प्रतिक्रियाओं को एक ही समय में अणु के विभिन्न हिस्सों में किया जा सकता है, जो समानांतर गणना की अनुमति देता है।

पहला डीएनए-आधारित कंप्यूटर 1994 में पेश किया गया था। आणविक जीव विज्ञान और कंप्यूटर विज्ञान के एक प्रोफेसर लियोनार्ड एडलमैन ने सात-शीर्ष ग्राफ के लिए यात्रा विक्रेता समस्या को हल करने की कोशिश करने के लिए अरबों डीएनए अणुओं के साथ कई ट्यूबों का उपयोग किया। एडलमैन ने बीस नाइट्रोजन आधारों के साथ डीएनए के टुकड़ों के साथ अपनी चोटियों और पसलियों को नामित किया, और फिर पोलीमरेज़ चेन रिएक्शन (पीसीआर) की विधि लागू की।

एडलमैन के कंप्यूटर का एक दोष इसका "संकीर्ण फोकस" था। वह एक समस्या को हल करने के लिए कैद किया गया था और दूसरों को प्रदर्शन नहीं कर सका। तब से, स्थिति बदल गई है - मार्च के अंत में, यूनिवर्सिटी ऑफ मेनुथ और कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के वैज्ञानिकों ने एक कंप्यूटर प्रस्तुत किया जिसमें डीएनए अनुक्रमों के रूप में डेटा डाउनलोड किया जाता है और इसे फिर से शुरू किया जा सकता है।

सिस्टम एक नए प्रकार के कंप्यूटिंग सिस्टम का रास्ता खोलने में सक्षम है, यह धीमे डेटा इनपुट और आउटपुट की समस्या को हल करने के लिए बना हुआ है ( अनुक्रमण प्रक्रिया काफी महंगी है और इसमें लंबा समय लगता है)।

कठिनाइयों के बावजूद, विशेषज्ञों का कहना है कि भविष्य में, डीएनए कंप्यूटर आधुनिक डेस्कटॉप का आकार प्रदर्शन में सुपर कंप्यूटर को बेहतर बना देगा। वे बड़े डेटा सेट को संसाधित करने में लगे डेटा केंद्रों में एप्लिकेशन ढूंढने में सक्षम होंगे।

न्यूरोमोर्फिक प्रोसेसर

"न्यूरोमॉर्फिक" शब्द का अर्थ है कि चिप की वास्तुकला मानव मस्तिष्क के सिद्धांतों पर आधारित है। इस तरह के प्रोसेसर एक्सॉन और डेंड्राइट्स नामक प्रक्रियाओं के साथ लाखों न्यूरॉन्स के काम का अनुकरण करते हैं। पूर्व सूचना के प्रसारण के लिए जिम्मेदार हैं, जबकि बाद वाले इसकी धारणा के लिए जिम्मेदार हैं। न्यूरॉन्स को सिनैप्स द्वारा इंटरकनेक्ट किया जाता है - विशेष संपर्क जिसके माध्यम से विद्युत संकेत (तंत्रिका आवेग) प्रेषित होते हैं।

1990 के दशक में न्यूरोमॉर्फिक प्रणालियों के निर्माण पर चर्चा की गई थी। लेकिन गंभीरता से, उन्होंने 2000 के दशक के बाद इस क्षेत्र में काम करना शुरू कर दिया। आईबीएम रिसर्च के विशेषज्ञों ने SyNAPSE परियोजना में भाग लिया , जिसका लक्ष्य वॉन न्यूमैन से अलग वास्तुकला के साथ एक कंप्यूटर विकसित करना था। इस परियोजना के हिस्से के रूप में, कंपनी ने TrueNorth चिप को डिजाइन किया। यह एक मिलियन न्यूरॉन्स और 256 मिलियन सिंकैप्स के काम का अनुकरण करता है।

न्यूरोमॉर्फिक प्रोसेसर न केवल आईबीएम पर काम कर रहे हैं। इंटेल 2017 से लोहि चिप विकसित कर रहा है। इसमें 130 हज़ार कृत्रिम न्यूरॉन और 130 मिलियन सिनैप्स शामिल हैं। एक साल पहले, कंपनी ने 14-एनएम प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के लिए एक प्रोटोटाइप के विकास को पूरा किया ।

न्यूरोमॉर्फिक डिवाइस तंत्रिका नेटवर्क के प्रशिक्षण में तेजी ला सकते हैं। ऐसे चिप्स, शास्त्रीय प्रोसेसर के विपरीत, नियमित रूप से डेटा के लिए रजिस्टर या मेमोरी तक पहुंचने की आवश्यकता नहीं है। सभी जानकारी लगातार कृत्रिम न्यूरॉन्स में संग्रहीत की जाती है। यह सुविधा आपको स्थानीय रूप से तंत्रिका नेटवर्क को प्रशिक्षित करने की अनुमति देगी (परीक्षण डेटा के एक सेट के साथ भंडार से कनेक्ट किए बिना)।

न्यूरोमॉर्फिक प्रोसेसर से स्मार्टफोन और इंटरनेट ऑफ थिंग्स में उपयोग करने की उम्मीद की जाती है। लेकिन अभी तक, उपयोगकर्ता उपकरणों में प्रौद्योगिकी के बड़े पैमाने पर कार्यान्वयन के बारे में बात करने की कोई आवश्यकता नहीं है।

क्वांटम मशीनें

क्वांटम कंप्यूटरों का आधार क्वैब से बना है। उनका काम क्वांटम भौतिकी के सिद्धांतों पर आधारित है - उलझाव और सुपरपोजिशन। सुपरपोज़िशन एक ही समय में शून्य और एक की स्थिति में होने की अनुमति देता है। Entanglement एक घटना है जिसमें कई क्‍वेब्‍स के राज्‍य आपस में जुड़े होते हैं। यह दृष्टिकोण एक ही समय में शून्य और एक के साथ संचालन की अनुमति देता है।


/ फोटो आईबीएम रिसर्च सीसी BY-NA

नतीजतन, क्वांटम कंप्यूटर पारंपरिक प्रणालियों की तुलना में बहुत अधिक समस्याओं को हल करते हैं। उदाहरणों में वित्तीय, रासायनिक और चिकित्सा क्षेत्रों में गणितीय मॉडल का निर्माण, साथ ही क्रिप्टोग्राफिक संचालन शामिल हैं।

आज, क्वांटम कंप्यूटिंग के विकास में अपेक्षाकृत कम संख्या में कंपनियां शामिल हैं। इनमें आईबीएम अपने 50- क्वांटम क्वांटम कंप्यूटर, इंटेल के साथ 49- क्विबिट और इनोक्यू है, जो 79- क्विबिट डिवाइस का परीक्षण कर रहा है । इस क्षेत्र में भी गूगल , रिगेटी और डी-वेव हैं ।

क्वांटम कंप्यूटरों की बड़े पैमाने पर शुरुआत के बारे में बात करना जल्दबाजी होगी। यहां तक ​​कि अगर आप उपकरणों की उच्च लागत को ध्यान में नहीं रखते हैं, तो उनके पास गंभीर तकनीकी सीमाएं हैं।

विशेष रूप से, क्वांटम मशीनें पूर्ण शून्य के करीब तापमान पर काम करती हैं। इसलिए, ऐसे उपकरण केवल विशेष प्रयोगशालाओं में स्थापित किए जाते हैं। यह नाजुक qubits की रक्षा करने के लिए एक आवश्यक उपाय है जो केवल कुछ सेकंड (किसी भी तापमान में उतार-चढ़ाव से उनके पतन की ओर जाता है ) के लिए सुपरपोजिशन बनाए रख सकता है।

हालांकि वर्ष की शुरुआत में, आईबीएम ने एक क्वांटम कंप्यूटर पेश किया , जो प्रयोगशाला के बाहर कसकर नियंत्रित वातावरण के साथ काम कर सकता है - उदाहरण के लिए, कंपनियों के स्थानीय डेटा केंद्रों में। लेकिन आप अभी तक एक उपकरण नहीं खरीद सकते हैं, आप केवल क्लाउड प्लेटफॉर्म के माध्यम से इसकी शक्ति को किराए पर ले सकते हैं। कंपनी का वादा है कि भविष्य में यह कंप्यूटर किसी के द्वारा खरीदा जा सकता है, लेकिन जब ऐसा होता है तब भी अज्ञात होता है।

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