Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
ПРОГНОЗЫ НА БЛИЖАЙШЕЕ БУДУЩЕЕ
Каждый из нас поражается каждый раз, когда новые компьютеры становятся более мощными и могут поддерживать больше функций. Только что они стали компактными, и снова делают следующий гигантский шаг. Мы наблюдаем, как компьютеры уменьшаются в размере, как размер микрочипов становится меньше и меньше. Теперь мы знаем, что можно уменьшить размер микрочипов до размера одного атома! Ниже приведены самые интересные достижения в компьютерных технологиях.
Сверхъестественный мир квантовой механики не подчиняется законам общей классической физики. Квантовый бит (qubit) не существует в типичных 0 или 1-бинарных формах сегодняшних компьютеров – квантовый бит может существовать в одной из них или же в обеих системах одновременно. Квантовые транзисторы дают возможность компьютеру работать в 1 000 000 000 раз быстрее, чем сегодняшние компьютеры! Компьютер будущего будет работать при 40 ТГц. Одновременно с существованием множества препятствий, которые необходимо преодолеть, каждый день открываются новые методики и совершаются новые открытия. Квантовые компьютеры могут стать действительностью в течение всего нескольких лет.
Оптические компьютеры в работе своей используют скорость света, а не скорость электричества, что делает их лучшими проводниками данных. Электричество работает со скоростью, приблизительно равной 1/10 скорости света, но оптические или фотонные транзисторы смогут работать в тысячи раз быстрее, чем сегодняшние компьютеры. Сегодня распространены оптоволоконные кабели, но скоро оптика будет использоваться в качестве компьютерных выключателей. Отдельные фотоны могут быть направлены на создание выключателя (типа ВКЛ/ВЫКЛ), используемого в транзисторах. В отличие от электричества, световые лучи могут пересекать друг друга (проходить сквозь друг друга), устраняя необходимость использования больших систем традиционной электропроводки. Это позволит оптическому компьютеру быть такого размера, какой необходим для какой-либо определённой задачи.
Новый жёсткий диск (Nanodot Storage) может быть в 50 миллимикронов шириной и располагать северным и южным полюсами. Он может реагировать на наружные изменения, что делает его главным кандидатом на роль запоминающего устройства. Сегодняшние исследования
показали, что объём дисков Nanodot может в100 раз превышать вместимость существующих на сегодняшний день жёстких дисков, при этом занимая намного меньше пространства. Nanodot Storage уже совсем близко, и он произведёт революцию в сфере сегодняшнего хранения информации.
Cпиновая электроника (спинтроника) – другой невероятно многообещающий тип устройства хранения информации. Настоящая память компьютеров имеет ограничения в том, что производственные процессы приближаются к пределам размеров транзисторов. Помимо этого, оперативная память компьютера (резерв временной памяти) теряет информацию при выключении компьютера. Сейчас же, когда мы можем рассматривать вещи с квантового уровня, появляются новые возможности. Спинтроника измеряет вращение электрона. Даже когда компьютер выключен, информация, содержащаяся во временной памяти, не теряется. Память Spintronics работает всего с несколькими атомами, находящимися на поверхности, созданной нелинейной газовой средой (арсенид галлия или индия), являющейся перспективным новым материалом.
Нанотрубки и графен. Сегодняшние компьютерные чипы располагаются на силиконовой подложке, но компьютер будущего будет использовать для этих целей нанотрубки. Толщина графеновых листов – всего один атом, а нанотрубки – это скатанный в трубочку графеновый лист с диаметром всего в один миллимикрон. Их считают будущим в развитии транзисторов. Эти структуры имеют уникальные свойства.
Баллистические технологии. Баллистический транзистор преломляет близлежащие атомы и представляет собой новый тип компьютерных транзисторов. Этот атомный транзистор может работать на терагерцовых скоростях, в тысячу раз быстрее любого сегодняшнего компьютера. Чипы, сделанные при помощи этой технологии, просты в производстве и могут стать следующей волной компьютерных технологий.
Технологическая сингулярность. «В течение ближайших тридцати лет у нас появится техническая возможность создать сверхчеловеческий интеллект. Вскоре после этого человеческая эпоха будет завершена». Технологическая сингулярность – предполагаемая точка в будущем, когда эволюция человеческого разума в результате развития нанотехнологии, биотехнологий и искусственного интеллекта ускорится до такой степени, что дальнейшие изменения приведут к возникновению разума с намного более высоким уровнем быстродействия и новым качеством мышления. По мнению некоторых авторов, придерживающихся этой теории, технологическая сингулярность может наступить примерно к 2030 году. Однако её наступление не означает конца истории, скорее наоборот – будет окончена Предыстория человечества, и положено начало настоящей его Истории. Есть гипотеза, что явно выраженной точки сингулярности, с острым кризисом, не будет. Развитие идет по S-образной кривой, и уже в ближайшее время начнётся торможение. А точка сингулярности – это такая точка на графике развития, в которой её скорость максимальна – в середине S-образной кривой.
Искусственный интеллект будет создан людьми или самозародится в сети (может произойти эмерджентная эволюция). Он будет иметь следующие преимущества над интеллектом современного человека:
1. Скорость распространения сигналов между нейронами – 100 м/с, а между микросхемами – 300 000 км/с (скорость света), при этом и время срабатывания у нейронов мозга человека примерно в миллиард раз меньше по сравнению с кремниевыми элементами (на сегодня) и этот разрыв продолжает нарастать из-за эволюции элементной базы;
2. Количество нейронов в мозгу человека ~10 млрд., у искусственного интеллекта – без ограничений;
3. Срок функционирования ИИ скорее всего соизмерим со сроком жизни звезды (миллиарды лет), в частности, например, вследствие возможного переписывания «души, или сознания индивидуума» – программы искусственного интеллекта – из одной электронной среды в другую;
4. При управлении цивилизацией не будет сказываться «человеческий фактор» (у любого человека есть недостатки, а также непонимание приоритетов развития; кроме того, любой человек, по разным причинам, допускает много ошибок);
5. Вживляемость ИИ в компьютерные сети, всё более опутывающие планету (то есть мгновенная одновременная обработка и управление миллиардами каналов) ), чего не в состоянии сделать ни один человек.
В последние десятилетия в мире развивается новая прикладная область ИИ, специализирующаяся на искусственных нейронных сетях. Нейросети оказались эффективными для предсказания временных последовательностей (курс валют или котировки акций), для анализа и оценки рисков, предсказания электропотребления жилищными массивами городов. Помимо инвестиционных задач, искусственные нейронные сети начали широко использоваться в медицинской диагностике. Ведется интенсивное исследование и применение нейрокомпьютерной технологии при создании военной техники. После обучения нейронная сеть становится моделью, которую можно применить к новым данным с целью прогнозирования.