Našlapanější počítače díky českému objevu. Výpočetní revoluci mohou přinést 2D materiály z Libně

Vývoj počítačů brzdí závislost na křemíku. Nové dvourozměrné materiály to mohou napravit – a dokonce uspíšit vývoj kvantových počítačů.

kvantovy-pocitac-ibm2

Foto: IBM Research/Flickr

Nový objev by mohl pomoci při vývoji kvantových počítačů

0Zobrazit komentáře

Vykrystalizování jodidu chromitého do formy nazývané spinové sklo zní jako něco, co mohou ocenit snad jen výzkumníci z Akademie věd. Ovšem právě chaotické krystalky této chemické sloučeniny by mohly v budoucnu přinést revoluci do světa IT. Čeští odborníci totiž zjistili, že by se tento takzvaný 2D materiál mohl podepsat na výrazném zrychlení počítačů.

Rychlost počítačů do značné míry ovlivňuje jejich operační paměť neboli RAM. V její konstrukci však podle některých odborníků začínáme narážet na limity současných materiálů, ze kterých jsou tyto komponenty vyráběny. Součástky na bázi křemíku zkrátka nepůjde zmenšovat do nekonečna, a tak bude brzy narážet na svůj strop i výkon počítačů.

Vědci proto v současné době pátrají po jiných materiálech, které by umožnily v navyšování výpočetních schopností počítačů pokračovat. Do hledáčku jejich pozornosti se dostávají především takzvané dvourozměrné materiály s neobvyklými vlastnostmi. Prvním takovým byl grafen, jenž má tloušťku jedné vrstvy atomů.

Využití podobných látek například jako lubrikantu zkoumají i vědci na ČVUT, kteří díky němu chtějí hýbat tisícitunovými objekty pouhou rukou. Nejsou však jediní, kdo u nás zjišťuje jejich potenciál. Na Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd v pražské Libni zkoumají vlastnosti jodidu chromitého, jehož struktura je tvořena izolovanými vrstvami atomů chromu a jódu o tloušťce jednoho nanometru.

Nastartujte svou kariéru

Více na CzechCrunch Jobs

Tyto vrstvy byly během výzkumu vystavovány nejrůznějším teplotám a tlakům, přičemž byly zkoumány proměny jejich magnetického stavu. Jak vysvětluje Haider Golam, jeden z vědců podílejících se na výzkumu: „Krystal jodidu chromitého jsme podrobili vysokému tlaku 20 gigapascalů a více a změny magnetického stavu jsme sledovali Ramanovým spektrometrem.“

Tímto postupem se vědcům podařilo po téměř dvouletém bádání, na kterém spolupracovali také odborníci z Karlovy univerzity, Švédska, Německa, Ruska, Japonska a Saúdské Arábie, objevit zvláštní chování sloučeniny. Ta během působení tlaku od 22 do 30 gigapascalů a za nízké teploty začala prokazovat známky chování, které vědci označují za exotické. A které by mohly vést k významnému pokroku i v oblasti IT.

Během tohoto procesu totiž začal jodid chromitý chaoticky krystalizovat a vytvářet strukturu nazývanou jako spinové sklo. „Kvantová spinová kapalina je exotický stav hmoty, který popisuje takzvaný nikdy nemrznoucí magnet,“ popsal Golamův kolega Martin Kalbáč.

kvantovy-pocitac-ibm1

Foto: IBM Research/Flickr

Kvantový počítač společnosti IBM

„V kvantové spinové kapalině jsou spiny elektronů stále v pohybu jako molekuly v kapalinách, a to i při extrémně nízkých teplotách v důsledku spinového provázání na dlouhé vzdálenosti. Tento předpovězený magnetický stav je slibný pro navrhování lepších kvantových materiálů a technologií, které znamenají mnohem více než pouhé zvýšení kapacity RAM,“ dodal Kalbáč.

Podle Kalbáče by tento materiál mohl uspíšit vývoj kvantových počítačů, které neoperují v bitech, ale používají takzvané qubity neboli kvantové bity operující s jedničkami, nulami či jejich kombinacemi. Zároveň dodal, že 2D materiály umožňují zásadně snižovat rozměry takového zařízení v porovnání s klasickými látkami.

Pracovníci z Akademie věd mají v plánu ve výzkumu nadále pokračovat a jev podrobněji zkoumat. Další výzvou bude přijít na způsob, jak jeho potenciál využít v běžné praxi, aniž by bylo nutné vytvářet extrémní podmínky, jako je právě velmi vysoký tlak. Sestrojení kvantového počítače je velice náročným procesem, samotných zařízení schopných operovat v qubitech jsou prozatím jednotky.

S přispěním ČTK.

Každé všední ráno posíláme nejzásadnější zprávy dne.

Umělá inteligence porazila mistry světa v bridži. Hře, která doteď vyžadovala lidské zkušenosti

Je to milník ve vývoji umělé inteligence, říkají odborníci. Na rozdíl od šachů nebo hry Go je totiž v bridži třeba si hodně věcí domýšlet.

Iva BrejlováIva Brejlová

Počítač porazil lidské hráče v další hře.

0Zobrazit komentáře

Světoví šampioni své disciplíny měli rozhodnout o tom, jestli má lidstvo ještě stále navrch. Osm mistrů světa v hraní karetní hry bridž se sešlo v Paříži, aby se přesvědčili, nakolik pokročila umělá inteligence – a byli jí poraženi. Bridž přitom vyžaduje mimo jiné dobrý odhad toho, jak se zachovají protihráči, kterých je hned několik. A zároveň hráč pracuje s neúplnými informacemi a spoustu skutečností si musí domýšlet.

„To, co jsme viděli, představuje zásadní pokrok ve stavu systémů umělé inteligence,“ uvedl pro list The Guardian Stephen Muggleton, profesor strojového učení na Imperial College London. Ačkoliv doteď počítač porážel hráče třeba v šachách nebo ve hře Go, bridž je na úplně jiné úrovni. Umělá inteligence má jen kusé informace, protože karty protivníků nevidí. Potřebuje přečíst jejich záměry a umět využít jejich chyb. Odhadnout, jak se budou chovat, aniž by věděla, z čeho vychází.

V šachu nebo Go se hraje jen jeden na jednoho a oba hráči vidí na šachovnici vše. V bridži ale mohou soupeři spolupracovat proti hráči, který neví, s jakými kartami hrají. „To je něco, co bridž hodně přibližuje… skutečnému životu,“ řekl podle rádia CBC Jean-Baptiste Fantun, matematik, sám přední hráč bridže, a šéf společnosti NukkAI, která umělou inteligenci vyvinula.

Napodobuje lidské dovednosti

Bridžový turnaj uspořádal francouzský technologický startup NukkAI právě z toho důvodu, aby tu mohl porovnat síly své umělé inteligence s názvem Nook s reálnými, velmi zkušenými lidmi. „Na začátku té výzvy, když přijeli, byli velmi sebejistí,“ uvádí k mistrům světa Fantun. „Po jedné nebo dvou sadách deseti rozdání se už začali trochu znepokojovat,“ dodal.

Systém Nook firma vyvíjela pět let. Je zástupcem takzvané bílé skříňky, říká Muggleton. Taková umělá inteligence se učí způsobem daleko podobnějším tomu, jak se učí lidé. Tedy místo aby získala informace o spoustě odehraných her a z toho si sama vytvořila vlastní postupy, Nook se naučí pravidla a pak vylepšuje vlastní hru tím, že ji prostě hraje. Lidem navíc umí ukázat, podle čeho se rozhoduje.

Obvykle se totiž o pokročilé umělé inteligenci mluví jako o černé skříňce. Vědci ji vybaví obrovským množstvím dat, na základě kterých se pak podle sebe rozhoduje. Jenže to, z čeho vycházela u každého konkrétního příkladu, lidé nevidí. To může způsobit spoustu problémů: protože data nemusí být vyvážená, může si stroj vyvodit úplně mylné závěry, stranit nebo znevýhodňovat lidi určité barvy pleti, věku, vzdělání nebo třeba pohlaví. „Nook se učí způsobem, který je člověku mnohem bližší,“ popisuje Muggleton.

Nastartujte svou kariéru

Více na CzechCrunch Jobs

Zmíněný turnaj se konal se speciálními pravidly. Zabral dva dny a lidští hráči během nich odehráli 800 partií rozdělených do 80 sad po deseti rozdáních. Hráli své vlastní karty a karty za dalšího hráče, a to proti nejlepším robotickým mistrům na světě, o kterých se však všeobecně uznává, že nedosahují lidských hráčských kvalit. Umělá inteligence byla ve stejné pozici a hrála se stejnými soupeři. Vyhrála 67 z 80 sad, což je 83 procent.

Ze hry byla ovšem vynechána úvodní část zvaná dražba, která obsahuje většinu té nejzajímavější komunikace mezi hráči, stejně jako hodně jejich náznaků a podvodů. Podle mnohonásobné mistryně světa v bridži za Anglii Neveny Seniorové to ale nevadilo. I tak Nook uměl číst soupeře a karetní hra se podle ní stala stejně důležitou jako právě dražba. „To je něco, co lidé začnou dělat teprve při nabrání dostatečných zkušeností a mně příjemně překvapilo, že robot typické lidské dovednosti napodobuje,“ uvedla.

Systémy spolupracující s lidmi

house-of-cards-kevin-spacey-3

Přečtěte si takéKevin Spacey převzal cenu v Cannes. Do Hollywoodu má ale dalekoKevin Spacey převzal cenu v Cannes a děkuje, že může znovu pracovat. Do Hollywoodu má ale daleko

Skutečnost, že funguje učení Nooka podobně jako to lidské – tedy z odhadování toho, jak se chovají ostatní – je důležitá pro mnoho už teď fungujících projektů. Například při průjezdu křižovatkou musejí samořiditelná auta umět přečíst chování ostatních. NukkAI chce ale vytvořit systémy, které budou pracovat s lidmi. Takže pomůžou tam, kde si lidé z etických důvodů ponechávají dohled: třeba v oborech obrany, kyberbezpečnosti nebo zdravotnictví.

Umělá inteligence jiných tvůrců už dokázala porazit lidské hráče v mnoha hrách. V roce 1997 počítač IBM Deep Blue porazil tehdy nejlepšího hráče šachu na světě a v roce 2011 superpočítač Watson téže firmy vyhrál ve dvou po sobě následujících kolech hry Jeopardy. O čtyři roky později se pak program AlphaGo od DeepMind spadající pod Google stal celosvětově nejlepším hráčem Go, což je hra s nejkomplexnějšími možnostmi herních strategií, která existuje. O dva roky později umělá inteligence porazila hráče pokeru.