L'horizon de l'ancien - et au-delà ...

D'une part, ils devraient nous aider à vaincre le cancer, à prédire avec précision le temps qu'il fera et à maîtriser la fusion nucléaire. D'un autre côté, on craint qu'ils ne causent une destruction mondiale ou n'asservissent l'humanité. Pour le moment, cependant, les monstres informatiques sont toujours incapables de faire un grand bien et un mal universel en même temps.

Dans les années 60, les ordinateurs les plus performants avaient le pouvoir mégaflops (millions d'opérations en virgule flottante par seconde). Premier ordinateur doté d'une puissance de traitement au-dessus 1 GFLOPS (gigaflops) était Craie 2, produit par Cray Research en 1985. Le premier modèle avec puissance de traitement au dessus de 1 TFLOPS (téraflops) était ASCI Rouge, créé par Intel en 1997. Puissance 1 PFLOPS (pétaflops) atteint Roadrunner, publié par IBM en 2008.

Le record de puissance de calcul actuel appartient au chinois Sunway TaihuLight et est de 9 PFLOPS.

Bien que, comme vous pouvez le voir, les machines les plus puissantes n'aient pas encore atteint des centaines de pétaflops, de plus en plus systèmes exascaleoù la puissance doit être prise en compte exaflopsach (EFLOPS), c'est-à-dire environ 1018 opérations par seconde. Cependant, ces structures n'en sont encore qu'au stade de projets plus ou moins sophistiqués.

RÉDUCTIONS (, opérations en virgule flottante par seconde) est une unité de puissance de calcul utilisée principalement dans les applications scientifiques. Il est plus polyvalent que le bloc MIPS précédemment utilisé, ce qui signifie le nombre d'instructions du processeur par seconde. Un flop n'est pas un SI, mais il peut être interprété comme une unité de 1/s.

Vous avez besoin d'un exascale pour le cancer

Un exaflops, ou mille pétaflops, c'est plus que tous les XNUMX meilleurs supercalculateurs réunis. Les scientifiques espèrent qu'une nouvelle génération de machines avec une telle puissance apportera des percées dans divers domaines.

La puissance de calcul exascale combinée à des technologies d'apprentissage automatique en évolution rapide devrait aider, par exemple, à enfin déchiffrer le code du cancer. La quantité de données dont les médecins doivent disposer pour diagnostiquer et traiter le cancer est si énorme qu'il est difficile pour les ordinateurs ordinaires de faire face à cette tâche. Dans une étude typique de biopsie tumorale unique, plus de 8 millions de mesures sont prises, au cours desquelles les médecins analysent le comportement de la tumeur, sa réponse au traitement pharmacologique et l'effet sur le corps du patient. C'est un véritable océan de données.

a déclaré Rick Stevens du laboratoire Argonne du Département américain de l'énergie (DOE). -

Associant recherche médicale et puissance de calcul, les scientifiques s'emploient à Système de réseau neuronal CANDLE (). Cela vous permet de prévoir et de développer un plan de traitement adapté aux besoins individuels de chaque patient. Cela aidera les scientifiques à comprendre la base moléculaire des interactions protéiques clés, à développer des modèles prédictifs de réponse aux médicaments et à suggérer des stratégies de traitement optimales. Argonne pense que les systèmes exascale pourront exécuter l'application CANDLE 50 à 100 fois plus rapidement que les supermachines les plus puissantes connues aujourd'hui.

Par conséquent, nous attendons avec impatience l'apparition des supercalculateurs exascale. Cependant, les premières versions n'apparaîtront pas nécessairement aux États-Unis. Bien sûr, les États-Unis sont dans la course pour les créer, et le gouvernement local dans un projet connu sous le nom de aurore coopère avec AMD, IBM, Intel et Nvidia, s'efforçant de devancer ses concurrents étrangers. Cependant, cela ne devrait pas se produire avant 2021. Entre-temps, en janvier 2017, des experts chinois ont annoncé la création d'un prototype exascale. Un modèle pleinement fonctionnel de ce type d'unité de calcul est - Tianhe-3 - cependant, il est peu probable qu'il soit prêt dans les prochaines années.

Les chinois tiennent bon

Le fait est que depuis 2013, les développements chinois sont en tête de liste des ordinateurs les plus puissants au monde. Il a dominé pendant des années Tianhe-2et maintenant la paume appartient au mentionné Sunway TaihuLight. On pense que ces deux machines les plus puissantes de l'Empire du Milieu sont beaucoup plus puissantes que les vingt et un supercalculateurs du Département américain de l'énergie.

Les scientifiques américains, bien sûr, veulent retrouver la position de leader qu'ils occupaient il y a cinq ans, et travaillent sur un système qui leur permettra de le faire. Il est en cours de construction au laboratoire national d'Oak Ridge dans le Tennessee. Sommet (2), un supercalculateur dont la mise en service est prévue plus tard cette année. Il surpasse la puissance de Sunway TaihuLight. Il sera utilisé pour tester et développer de nouveaux matériaux plus résistants et plus légers, pour simuler l'intérieur de la Terre à l'aide d'ondes acoustiques et pour soutenir des projets d'astrophysique étudiant l'origine de l'univers.

2. Plan spatial du supercalculateur Summit

Au laboratoire national d'Argonne mentionné, les scientifiques prévoient bientôt de construire un appareil encore plus rapide. Connu comme A21Les performances devraient atteindre 200 pétaflops.

Le Japon participe également à la course aux superordinateurs. Bien qu'il ait été quelque peu éclipsé récemment par la rivalité américano-chinoise, c'est ce pays qui envisage de lancer Système ABKI (), offrant 130 pétaflops de puissance. Les Japonais espèrent qu'un tel supercalculateur pourra être utilisé pour développer l'IA (intelligence artificielle) ou le deep learning.

Pendant ce temps, le Parlement européen vient de décider de construire un supercalculateur d'un milliard d'euros. Ce monstre informatique commencera ses travaux pour les centres de recherche de notre continent au tournant de 2022 et 2023. La machine sera construite dans Projet EuroGPCet sa construction sera financée par les États membres – la Pologne participera donc également à ce projet. Sa puissance prédite est communément appelée "pré-exascale".

Jusqu'à présent, selon le classement 2017, sur les cinq cents supercalculateurs les plus rapides au monde, la Chine en possède 202 (40%), tandis que l'Amérique en contrôle 144 (29%).

La Chine utilise également 35 % de la puissance de calcul mondiale contre 30 % aux États-Unis. Les prochains pays avec le plus de supercalculateurs sur la liste sont le Japon (35 systèmes), l'Allemagne (20), la France (18) et le Royaume-Uni (15). Il convient de noter que, quel que soit le pays d'origine, les cinq cents supercalculateurs les plus puissants utilisent différentes versions de Linux ...

Ils se conçoivent

Les superordinateurs sont déjà un outil précieux pour soutenir les industries scientifiques et technologiques. Ils permettent aux chercheurs et aux ingénieurs de faire des progrès constants (et parfois même d'énormes bonds en avant) dans des domaines tels que la biologie, les prévisions météorologiques et climatiques, l'astrophysique et les armes nucléaires.

Le reste dépend de leur pouvoir. Au cours des prochaines décennies, l'utilisation des superordinateurs peut modifier considérablement la situation économique, militaire et géopolitique des pays qui ont accès à ce type d'infrastructures de pointe.

Les progrès dans ce domaine sont si rapides que la conception de nouvelles générations de microprocesseurs est déjà devenue trop difficile même pour de nombreuses ressources humaines. Pour cette raison, les logiciels informatiques avancés et les superordinateurs jouent de plus en plus un rôle de premier plan dans le développement des ordinateurs, y compris ceux avec le préfixe "super".

3. Supercalculateur japonais

Les entreprises pharmaceutiques pourront bientôt fonctionner pleinement grâce aux superpuissances informatiques traitement d'un grand nombre de génomes humains, des animaux et des plantes qui aideront à créer de nouveaux médicaments et traitements pour diverses maladies.

Une autre raison (en fait l'une des principales) pour laquelle les gouvernements investissent autant dans le développement des supercalculateurs. Des véhicules plus efficaces aideront les futurs chefs militaires à développer des stratégies de combat claires dans n'importe quelle situation de combat, permettront le développement de systèmes d'armes plus efficaces et aideront les forces de l'ordre et les agences de renseignement à identifier à l'avance les menaces potentielles.

Pas assez de puissance pour la simulation cérébrale

Les nouveaux supercalculateurs devraient aider à déchiffrer le supercalculateur naturel que nous connaissons depuis longtemps - le cerveau humain.

Une équipe internationale de scientifiques a récemment développé un algorithme qui représente une nouvelle étape importante dans la modélisation des connexions neuronales du cerveau. Nouveau AUCUN algorithme, décrit dans un article en libre accès publié dans Frontiers in Neuroinformatics, devrait simuler 100 milliards de neurones cérébraux humains interconnectés sur des superordinateurs. Des scientifiques du centre de recherche allemand Jülich, de l'Université norvégienne des sciences de la vie, de l'Université d'Aix-la-Chapelle, de l'Institut japonais RIKEN et du KTH Royal Institute of Technology de Stockholm ont participé aux travaux.

Depuis 2014, des simulations de réseaux de neurones à grande échelle sont exécutées sur les supercalculateurs RIKEN et JUQUEEN au Jülich Supercomputing Center en Allemagne, simulant les connexions d'environ 1 % des neurones du cerveau humain. Pourquoi seulement autant ? Les superordinateurs peuvent-ils simuler tout le cerveau ?

Susanne Kunkel de la société suédoise KTH explique.

Au cours de la simulation, un potentiel d'action neuronal (courtes impulsions électriques) doit être envoyé à environ l'ensemble des 100 XNUMX personnes. de petits ordinateurs, appelés nœuds, équipés chacun d'un certain nombre de processeurs qui effectuent les calculs proprement dits. Chaque nœud vérifie lesquelles de ces impulsions sont liées aux neurones virtuels qui existent dans ce nœud.

4. Modéliser les connexions cérébrales des neurones, c'est-à-dire nous ne sommes qu'au début du voyage (1%)

Évidemment, la quantité de mémoire informatique requise par les processeurs pour ces bits supplémentaires par neurone augmente avec la taille du réseau de neurones. Aller au-delà de la simulation de 1% de l'ensemble du cerveau humain (4) nécessiterait XNUMX fois plus de mémoire que ce qui est disponible dans tous les supercalculateurs aujourd'hui. On ne pourrait donc parler d'obtenir une simulation de l'ensemble du cerveau que dans le cadre des futurs supercalculateurs exascale. C'est là que l'algorithme NEST de nouvelle génération devrait fonctionner.

TOP-5 des supercalculateurs du monde

1. Sanway TaihuLight – Un supercalculateur 93 PFLOPS lancé en 2016 à Wuxi, en Chine. Depuis juin 2016, il est en tête de la liste TOP500 des supercalculateurs avec la plus grande puissance de calcul au monde.

2. Tianhe-2 (Voie lactée-2) est un supercalculateur d'une puissance de calcul de 33,86 PFLOPS construit par NUDT () en Chine. Depuis juin 2013

jusqu'en juin 2016, c'était le supercalculateur le plus rapide au monde.

3. Pease Dynt - une conception développée par Cray, installée au Centre national suisse de calcul intensif (). Il a été récemment mis à niveau - les accélérateurs Nvidia Tesla K20X ont été remplacés par de nouveaux, Tesla P100, ce qui a permis d'augmenter la puissance de calcul de 2017 à 9,8 PFLOPS à l'été 19,6.

4. Gyōkou est un supercalculateur développé par ExaScaler et PEZY Computing. Situé à l'Agence japonaise pour les sciences et technologies marines (JAMSTEC) de l'Institut des géosciences de Yokohama ; au même étage que le simulateur terrestre. Puissance : 19,14 PFLOP.

5. Titan est un supercalculateur 17,59 PFLOPS fabriqué par Cray Inc. et lancé en octobre 2012 au laboratoire national d'Oak Ridge aux États-Unis. De novembre 2012 à juin 2013, Titan était le supercalculateur le plus rapide au monde. Il occupe actuellement la cinquième place, mais reste le supercalculateur le plus rapide des États-Unis.

Ils se disputent également la suprématie quantique

IBM estime que dans les cinq prochaines années, pas de supercalculateurs basés sur des puces de silicium traditionnelles, mais commencera à diffuser. L'industrie commence tout juste à comprendre comment les ordinateurs quantiques peuvent être utilisés, selon les chercheurs de l'entreprise. Les ingénieurs devraient découvrir les premières applications majeures de ces machines dans seulement cinq ans.

Les ordinateurs quantiques utilisent une unité de calcul appelée kubitem. Les semi-conducteurs ordinaires représentent des informations sous la forme de séquences de 1 et 0, tandis que les qubits présentent des propriétés quantiques et peuvent effectuer simultanément des calculs en tant que 1 et 0. Cela signifie que deux qubits peuvent simultanément représenter des séquences de 1-0, 1-1, 0-1 . ., 0-0. La puissance de calcul augmente de façon exponentielle avec chaque qubit, donc théoriquement un ordinateur quantique avec seulement 50 qubits pourrait avoir plus de puissance de traitement que les supercalculateurs les plus puissants du monde.

D-Wave Systems vend déjà un ordinateur quantique, dont on dit qu'il y en a 2. qubits. Cependant Copies D-Wave(5) sont discutables. Bien que certains chercheurs en aient fait bon usage, ils n'ont toujours pas surpassé les ordinateurs classiques et ne sont utiles que pour certaines classes de problèmes d'optimisation.

5. Ordinateurs quantiques D-Wave

Il y a quelques mois, le Google Quantum AI Lab a présenté un nouveau processeur quantique de 72 qubits appelé cônes de poils (6). Il pourrait bientôt atteindre la "suprématie quantique" en surpassant un supercalculateur classique, du moins lorsqu'il s'agit de résoudre certains problèmes. Lorsqu'un processeur quantique présente un taux d'erreur suffisamment faible en fonctionnement, il peut être plus efficace qu'un supercalculateur classique avec une tâche informatique bien définie.

6. Processeur quantique Bristlecone 72 qubits

Le processeur Google suivait en ligne, car en janvier, par exemple, Intel a annoncé son propre système quantique à 49 qubits, et plus tôt IBM a introduit une version à 50 qubits. puce Intel, Loihi, il est également innovant à d'autres égards. Il s'agit du premier circuit intégré "neuromorphe" conçu pour imiter la façon dont le cerveau humain apprend et comprend. Il est "entièrement fonctionnel" et sera disponible pour les partenaires de recherche plus tard cette année.

Cependant, ce n'est que le début, car pour pouvoir faire face à des monstres en silicium, vous avez besoin de z millions de qubits. Un groupe de scientifiques de l'Université technique néerlandaise de Delft espère que le moyen d'atteindre une telle échelle consiste à utiliser du silicium dans les ordinateurs quantiques, car leurs membres ont trouvé une solution pour utiliser le silicium pour créer un processeur quantique programmable.

Dans leur étude, publiée dans la revue Nature, l'équipe néerlandaise a contrôlé la rotation d'un seul électron en utilisant l'énergie des micro-ondes. Dans le silicium, l'électron tournerait de haut en bas en même temps, le maintenant efficacement en place. Une fois que cela a été réalisé, l'équipe a connecté deux électrons ensemble et les a programmés pour exécuter des algorithmes quantiques.

Il était possible de créer à base de silicium processeur quantique à deux bits.

Le Dr Tom Watson, l'un des auteurs de l'étude, a expliqué à la BBC. Si Watson et son équipe parviennent à fusionner encore plus d'électrons, cela pourrait conduire à une rébellion. processeurs qubitcela nous rapprochera un peu plus des ordinateurs quantiques du futur.

- Celui qui construit un ordinateur quantique entièrement fonctionnel dominera le monde Manas Mukherjee de l'Université nationale de Singapour et chercheur principal au National Center for Quantum Technology a récemment déclaré dans une interview. La course entre les plus grandes entreprises technologiques et les laboratoires de recherche se concentre actuellement sur ce que l'on appelle suprématie quantique, le point auquel un ordinateur quantique peut effectuer des calculs au-delà de tout ce que les ordinateurs modernes les plus avancés peuvent offrir.

Les exemples ci-dessus des réalisations de Google, IBM et Intel indiquent que les entreprises des États-Unis (et donc de l'État) dominent dans ce domaine. Cependant, Alibaba Cloud en Chine a récemment lancé une plate-forme de cloud computing basée sur un processeur de 11 qubits qui permet aux scientifiques de tester de nouveaux algorithmes quantiques. Cela signifie que la Chine dans le domaine des blocs informatiques quantiques ne couvre pas non plus les poires de cendres.

Cependant, les efforts pour créer des supercalculateurs quantiques ne suscitent pas seulement l'enthousiasme pour les nouvelles possibilités, mais suscitent également la controverse.

Il y a quelques mois, lors de la Conférence internationale sur les technologies quantiques à Moscou, Alexander Lvovsky (7) du Centre quantique russe, qui est également professeur de physique à l'Université de Calgary au Canada, a déclaré que les ordinateurs quantiques outil de destructionsans créer.

7. Professeur Alexandre Lvovsky

Que voulait-il dire ? Tout d'abord, la sécurité numérique. Actuellement, toutes les informations numériques sensibles transmises sur Internet sont cryptées pour protéger la vie privée des parties intéressées. Nous avons déjà vu des cas où des pirates pouvaient intercepter ces données en cassant le cryptage.

Selon Lvov, l'apparition d'un ordinateur quantique ne fera que faciliter la tâche des cybercriminels. Aucun outil de chiffrement connu aujourd'hui ne peut se protéger de la puissance de traitement d'un véritable ordinateur quantique.

Les dossiers médicaux, les informations financières et même les secrets des gouvernements et des organisations militaires seraient disponibles dans une casserole, ce qui signifierait, comme le note Lvovsky, que les nouvelles technologies pourraient menacer l'ordre mondial tout entier. D'autres experts estiment que les craintes des Russes ne sont pas fondées, puisque la création d'un véritable supercalculateur quantique permettra également initier la cryptographie quantique, est considéré comme indestructible.

Une autre approche

Outre les technologies informatiques traditionnelles et le développement des systèmes quantiques, divers centres travaillent sur d'autres méthodes pour construire les supercalculateurs du futur.

L'agence américaine DARPA finance six centres de solutions alternatives de conception informatique. L'architecture utilisée dans les machines modernes est classiquement appelée architecture de von NeumannOh, il a déjà soixante-dix ans. Le soutien de l'organisation de défense aux chercheurs universitaires vise à développer une approche plus intelligente que jamais pour traiter de grandes quantités de données.

Mise en mémoire tampon et calcul parallèle Voici quelques exemples des nouvelles méthodes sur lesquelles travaillent ces équipes. Une autre ADA (), ce qui facilite le développement d'applications en convertissant les composants du processeur et de la mémoire avec des modules en un seul assemblage, plutôt que de traiter les problèmes de leur connexion sur la carte mère.

L'année dernière, une équipe de chercheurs du Royaume-Uni et de Russie a démontré avec succès que le type "Poudre magique"dont ils sont composés lumière et matière - finalement supérieur en "performance" même aux superordinateurs les plus puissants.

Des scientifiques des universités britanniques de Cambridge, Southampton et Cardiff et de l'institut russe Skolkovo ont utilisé des particules quantiques appelées polaritonsqui peut être défini comme quelque chose entre la lumière et la matière. Il s'agit d'une toute nouvelle approche de l'informatique. Selon les scientifiques, il peut constituer la base d'un nouveau type d'ordinateur capable de résoudre des questions actuellement insolubles - dans divers domaines, tels que la biologie, la finance et les voyages spatiaux. Les résultats de l'étude sont publiés dans la revue Nature Materials.

N'oubliez pas que les superordinateurs d'aujourd'hui ne peuvent gérer qu'une petite partie des problèmes. Même un ordinateur quantique hypothétique, s'il est finalement construit, fournira au mieux une accélération quadratique pour résoudre les problèmes les plus complexes. Pendant ce temps, les polaritons qui créent la "poussière de fée" sont créés en activant des couches d'atomes de gallium, d'arsenic, d'indium et d'aluminium avec des faisceaux laser.

Les électrons de ces couches absorbent et émettent de la lumière d'une certaine couleur. Les polaritons sont dix mille fois plus légers que les électrons et peuvent atteindre une densité suffisante pour donner naissance à un nouvel état de la matière appelé Condensat de Bose-Einstein (huit). Les phases quantiques des polaritons qu'il contient sont synchronisées et forment un seul objet quantique macroscopique, qui peut être détecté par des mesures de photoluminescence.

8. Tracé montrant un condensat de Bose-Einstein

Il s'avère que dans cet état particulier, un condensat de polariton peut résoudre le problème d'optimisation que nous avons mentionné lors de la description des ordinateurs quantiques beaucoup plus efficacement que les processeurs basés sur des qubits. Les auteurs d'études anglo-russes ont montré que lorsque les polaritons se condensent, leurs phases quantiques s'arrangent dans une configuration correspondant au minimum absolu d'une fonction complexe.

"Nous sommes au début de l'exploration du potentiel des tracés de polaritons pour résoudre des problèmes complexes", écrit le co-auteur de Nature Materials, le professeur. Pavlos Lagoudakis, directeur du laboratoire de photonique hybride à l'université de Southampton. "Nous adaptons actuellement notre appareil à des centaines de nœuds tout en testant la puissance de traitement sous-jacente."

Dans ces expériences du monde des phases quantiques subtiles de la lumière et de la matière, même les processeurs quantiques semblent être quelque chose de maladroit et fermement connecté à la réalité. Comme vous pouvez le voir, les scientifiques ne travaillent pas seulement sur les supercalculateurs de demain et les machines d'après-demain, mais ils planifient déjà ce qui se passera après-demain.

À ce stade, atteindre l'exascale sera tout un défi, alors vous penserez aux prochains jalons sur l'échelle du flop (9). Comme vous l'avez peut-être deviné, il ne suffit pas d'ajouter des processeurs et de la mémoire à cela. Si l'on en croit les scientifiques, atteindre une puissance de calcul aussi puissante nous permettra de résoudre des mégaproblèmes que nous connaissons, comme déchiffrer le cancer ou analyser des données astronomiques.

9. L'avenir du supercalcul

Associez la question à la réponse

Quelle est la prochaine?

Eh bien, dans le cas des ordinateurs quantiques, des questions se posent quant à leur utilisation. Selon le vieil adage, les ordinateurs résolvent des problèmes qui n'existeraient pas sans eux. Nous devrions donc probablement construire ces supermachines futuristes en premier. Ensuite, les problèmes surgiront d'eux-mêmes.

Dans quels domaines les ordinateurs quantiques peuvent-ils être utiles ?

Intelligence artificielle. AI () fonctionne sur le principe de l'apprentissage par l'expérience, qui devient de plus en plus précis au fur et à mesure que les commentaires sont reçus et jusqu'à ce que le programme informatique devienne "intelligent". La rétroaction est basée sur des calculs des probabilités d'un certain nombre d'options possibles. On sait déjà que Lockheed Martin, par exemple, envisage d'utiliser son ordinateur quantique D-Wave pour tester un logiciel de pilotage automatique actuellement trop complexe pour les ordinateurs classiques, et Google utilise un ordinateur quantique pour développer un logiciel capable de distinguer les voitures des points de repère.

Modélisation moléculaire. Grâce aux ordinateurs quantiques, il sera possible de modéliser avec précision les interactions moléculaires, en recherchant les configurations optimales pour les réactions chimiques. La chimie quantique est si complexe que les ordinateurs numériques modernes ne peuvent analyser que les molécules les plus simples. Les réactions chimiques sont de nature quantique car elles créent des états quantiques hautement intriqués qui se chevauchent, de sorte que les ordinateurs quantiques entièrement développés peuvent facilement évaluer même les processus les plus complexes. Google a déjà des développements dans ce domaine - ils ont modélisé la molécule d'hydrogène. Le résultat sera des produits plus efficaces, des panneaux solaires aux médicaments.

Cryptographie. Les systèmes de sécurité dépendent aujourd'hui d'une génération primaire efficace. Cela peut être réalisé avec des ordinateurs numériques en examinant tous les facteurs possibles, mais le temps nécessaire pour le faire rend le "casse-code" coûteux et peu pratique. Pendant ce temps, les ordinateurs quantiques peuvent le faire de manière exponentielle, plus efficacement que les machines numériques, ce qui signifie que les méthodes de sécurité actuelles deviendront bientôt obsolètes. Il existe également des méthodes de chiffrement quantique prometteuses qui sont en cours de développement pour tirer parti de la nature unidirectionnelle de l'intrication quantique. Des réseaux à l'échelle de la ville ont déjà été démontrés dans plusieurs pays, et des scientifiques chinois ont récemment annoncé qu'ils renvoyaient avec succès des photons intriqués d'un satellite "quantique" en orbite vers trois stations de base distinctes vers la Terre.

Modélisation financière. Les marchés modernes comptent parmi les systèmes les plus complexes qui existent. Bien que l'appareil scientifique et mathématique pour leur description et leur contrôle ait été développé, l'efficacité de telles activités est encore largement insuffisante en raison de la différence fondamentale entre les disciplines scientifiques : il n'existe pas d'environnement contrôlé dans lequel des expériences peuvent être menées. Pour résoudre ce problème, les investisseurs et les analystes se sont tournés vers l'informatique quantique. Un avantage immédiat est que le caractère aléatoire inhérent aux ordinateurs quantiques est cohérent avec la nature stochastique des marchés financiers. Les investisseurs veulent souvent évaluer la distribution des résultats dans un très grand nombre de scénarios générés aléatoirement.

Prévisions météorologiques. L'économiste en chef de la NOAA, Rodney F. Weiher, affirme que près de 30 % du PIB américain (6 2020 milliards de dollars) dépend directement ou indirectement de la météo. pour la production alimentaire, le transport et la vente au détail. Ainsi, la capacité de mieux prédire l'aura serait très utile dans de nombreux domaines, sans parler du temps plus long alloué à la protection contre les catastrophes naturelles. La branche météorologique nationale du Royaume-Uni, le Met Office, a déjà commencé à investir dans de telles innovations pour répondre aux besoins de puissance et d'évolutivité auxquels elle devra faire face à partir de XNUMX, et a publié un rapport sur ses propres besoins informatiques exascale.

La physique des particules. Les modèles de physique des particules solides sont souvent des solutions complexes et extrêmement complexes qui nécessitent beaucoup de temps de calcul pour les simulations numériques. Cela les rend idéales pour l'informatique quantique, et les scientifiques en ont déjà profité. Des chercheurs de l'Université d'Innsbruck et de l'Institut d'optique quantique et d'information quantique (IQOQI) ont récemment utilisé un système quantique programmable pour effectuer cette simulation. Selon une publication dans Nature, le groupe a utilisé une version simple d'un ordinateur quantique dans lequel les ions effectuaient des opérations logiques, les étapes de base de tout calcul informatique. La simulation a montré un accord complet avec les expériences réelles de la physique décrite. dit le physicien théoricien Peter Zoller. -