Многие методики, которые совсем скоро позволят человечеству зажить по-другому, разрабатываются именно сегодня. Они остаются в тени модных гаджетов и громких событий, из-за чего часто остаются незамеченными массами. Итак, что же нас ждет уже в ближайшем будущем?
«Невзламываемый» Интернет
В конце минувшего года ученые из Нидерландов закончили работу над участком квантового Интернета, связав новой технологией Делфт и Гаагу. После успешного тестирования сеть расширят на четыре города. Основанный на квантовой физике Интернет доложен обеспечить большую защищенность коммуникаций. Предполагается, что на текущем уровне технологий его нельзя будет взломать.
Работы над квантовым Интернетом ведутся много лет. Например, в Китае создали канал квантовой коммуникации между Пекином и Шанхаем, которые разделяют 2 тысячи километров. Однако такие проекты опираются на классические электронные компоненты, из-за чего связь периодически разрывается, а это увеличивает риск взлома.
Созданная нидерландскими учеными сеть стала первой, в которой информация полностью передается с использованием квантовых технологий. Для этого используется такое физическое явление, как квантовая запутанность. При попытке несанкционированного доступа к передаваемой информации запутанность нарушается, а данные искажаются.
Квантовое превосходство
Традиционные компьютеры на кремниевых чипах достигли своего предела, а индустрия ожидает нового прорыва, которым должен стать квантовый компьютер. Он совершенно иначе обрабатывает данные, храня их в кубитах (единица измерения памяти), благодаря чему способен решать сложные задачи, на которые классические компьютеры потребовали бы столетия. Ожидается, что квантовые аналоги позволят взламывать современную криптографию, а также симулировать точное поведение молекул, что позволит открыть новые лекарства и материалы.
Крупные компании с мировым именем сегодня стремятся достичь лидерства в области квантовых компьютеров. Так, Google показал свой компьютер на 53 кубита, на котором за три минуты получили ответ на задачу, которую лучший сегодняшний суперкомпьютер решал бы около 10 тысяч лет – в 1,5 млрд раз дольше! В IBM заявили, что разрыв не такой громадный – классический суперкомпьютер считал бы не в миллиарды, а в тысячи раз дольше.
Пока квантовые компьютеры решают демонстрационные задачи, и инженерам предстоит научиться использовать их для решения практических проблем. Для этого необходимо создать квантовый компьютер, у которого от 100 до 1000 кубитов.
Гиперперсональная медицина
Существуют смертельные болезни, которые настолько редки, что их по факту даже не особо изучают. Однако такие пациенты могут получить надежду на выздоровление в будущем благодаря развитию генетической медицины. Одной из первых гиперперсональную медицину испытала на себе 8-летняя Мила Маковеч, которая страдает неизлечимой смертельной болезнью нервной системы. Ее заболевание очень редкое – 2-4 случая на 100 тысяч. В октябре 2019 года врачи определили место в генах, которое вызывает болезнь, и создали лекарство. Его назвали «миласен» – в честь Милы. Оно не излечило девочку полностью, однако стабилизировало ее состояние, позволив малышке стоять и ходить с поддержкой.
Средство против старения
Многие болезни приходят к нам со старостью – недуги сердца, деменция, возрастные изменения глаз и легких, остеоартриты, болезнь Паркинсона и другие. Поэтому вполне логичной выглядит идея их лечения путем борьбы со старением, замедляя его или даже обращая вспять. Первая волна таких препаратов уже проходит тестирование на людях. Они называются сенолитиками и убирают определенные клетки, накапливающиеся с возрастом. Они могут создавать воспаление, препятствующее нормальной работе механизмов клеточного восстановления, а также создают «токсическое окружение» для своих соседей.
Лекарства с «интеллектом»
В природе существует огромное число веществ, которые могут оказаться пригодными для медицины. По приблизительным оценкам это 10 в степени 60 (столько нулей после десяти) молекул, что превышает количество атомов в Солнечной системе. Необходимо лишь найти среди них полезные вещества. Анализировать это вручную невозможно, поэтому на помощь придет искусственный интеллект. Обладая благодаря технологии машинного обучения информацией о свойствах молекул, он сможет быстро анализировать новые комбинации и их потенциальное применение в роли лекарств.
Группе ученых из Университета Торонто таким способом уже удалось найти среди 30 тысяч новых молекул шесть потенциальных лекарственных веществ. Их синтезировали для проверки свойств, во время которой одно вещество оказалась особо перспективным.
В то же время искусственный интеллект оказался в замкнутом круге. Чтобы стать еще полезней, он требует больших вычислительных ресурсов и массивов данных. Но это увеличивает уровень выбросов парниковых газов, а также ограничивает скорость работы приложений с его использованием. Сегодня искусственный интеллект «живет» в громадных дата-центрах, а гаджеты подключаются к нему через Интернет.
Крупные компании создают крошечный искусственный интеллект, способный работать локально в гаджетах без подключения к всемирной паутине. Появление специальных чипов позволит получить необходимую вычислительную мощность. Уже сегодня некоторые функции искусственного интеллекта могут работать локально.
Климатические изменения
Они вызывают существенное изменение погоды, порождая мощные тайфуны, наводнения, тепловые волны и другие катаклизмы. Ученые начали понимать, как именно они связаны и что нужно делать для подготовки. Ранее специалисты неохотно связывали погодные катаклизмы с изменениями климата. Понять связь изменения климата и погоды помогла компьютерная симуляция. Ее провела группа World Weather Attribution, участники которой сравнили симуляцию мира без и с изменением климата. В последнем случае возникновение разрушительных штормов оказалось в 2,6 раз вероятнее, и они были на 28% более мощными.
Евгений БАРИЛЮК
