Tìm hiểu về máy tính tương lai theo quan điểm của các nhà sản xuất lớn

Dù còn đang ở quy mô thử nghiệm nhưng đã có một số mẫu “máy tính tương lai” đã thực sự được chế tạo, chúng ta có thể xem đây là niềm tự hào của nhân loại nói chung và ngành công nghiệp m

lOMoARcPSD|9234052 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI TẬP NHĨM TÌM HIỂU VỀ MÁY TÍNH TƯƠNG LAI THEO QUAN ĐIỂM CỦA CÁC NHÀ SẢN XUẤT LỚN Giảng viên: Cấn Thị Phượng Mơn học: Kiến Trúc Máy Tính 64.CNTT-4 Nhóm học phần: Sinh viên thực hiện: Phạm Tuấn Kiệt – 64131060 (NT) Trịnh Ngọc Tuấn – 64132848 Nguyễn Thành Phước – 64131858 Nguyễn Hải Sơn – 64132058 Trần Lương Gia Bảo – 64130134 Nha Trang, Khánh Hòa - 2023 Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Chương TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH VÀ CÁC XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH TRONG TƯƠNG LAI 1.1 TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH 1.2 XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH TRONG TƯƠNG LAI .3 Chương MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ - MỤC TIÊU CHUNG CỦA CÁC NHÀ SẢN XUẤT LỚN 2.1 SƠ LƯỢC VỀ MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ 2.2 SỰ KHÁC BIỆT GIỮA MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ VÀ MÁY TÍNH THƠNG THƯỜNG 2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ 2.4 INTERNET LƯỢNG TỬ - THE QUANTUM INTERNET 11 Chương MỘT SỐ CÁC QUAN ĐIỂM KHÁC CỦA CÁC NHÀ SẢN XUẤT 13 3.1 TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH: DỰ ĐOÁN 50 NĂM – TIẾN SĨ PAUL B SCHNECK 13 3.1.1 Công nghệ linh kiện 13 3.1.2 Khoa học máy tính toán học 13 3.1.3 Lập trình viên khả lập trình 14 3.1.4 Giao diện người dùng 14 3.2 KẾT NỐI 5G/6G 15 3.3 AI VÀ TỰ ĐỘNG HÓA 15 3.4 CÔNG NGHỆ AN NINH MẠNG 16 3.5 TƯƠNG LAI CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 2025-2030 .17 3.5.1 Điện tốn đám mây sử dụng trí tuệ nhân tạo .17 3.5.2 Điện toán đám mây ngành giáo dục 17 3.5.3 Điện toán đám mây ngành chăm sóc sức khỏe 18 3.5.4 Ảnh hưởng kinh tế đám mây công nghệ đám mây 18 3.5.5 Công nghệ đám mây cộng tác an toàn .18 Chương TẦM QUAN TRỌNG CỦA MÁY TÍNH TƯƠNG LAI TRONG VIỆC PHÁT TRIỂN CÁC LĨNH VỰC KINH TẾ VÀ XÃ HỘI 20 Chương XÁC ĐỊNH NHỮNG THÁCH THỨC MÁY TÍNH TƯƠNG LAI 22 Chương KẾT LUẬN 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO .24 Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 PHẦN MỞ ĐẦU Trải qua kỷ phát triển, máy tính dần trở thành công cụ vô quan trọng đời sống hoạt động người đại Từ phát minh nay, máy tính bước vào sống chúng ta, tạo nên thay đổi cho giới khả loài người, giúp sống trở nên phong phú, dễ dàng Mọi câu hỏi hay băn khoăn dễ dàng tra cứu cách sử dụng cơng cụ tìm kiếm Google, thay phải thời gian tìm tài liệu liên quan Khả máy tính khơng giới hạn lĩnh vực nào, ví dụ như: Máy tính giúp Y học đưa chẩn đốn thể; Máy tính giúp nhà thiết kế thời trang kiến trúc sư, … tìm kiểu thiết kế đẹp mắt, phù hợp với xu hướng Ngoài ra, sản xuất, hệ thống máy tính cịn thực cơng việc nguy hiểm, chí cịn tự điều khiển cỗ máy khác hoạt động theo ý người Cùng với đời mạng Internet, ta nhanh chóng xử lý cơng việc cách dễ dàng, giúp cho việc tìm hiểu, giao lưu học hỏi trở nên nhanh chóng, thuận tiện Máy tính dần thay máy đánh chữ cổ lỗ sĩ, thay giấy, bút trở thành công cụ làm việc đắc lực hiệu cho người Tuy giúp ích nhiều cho người, song mặt hạn chế việc kiểm tra xử lý liệu hay phép toán phức tạp yêu cầu chuyên sâu ngành khoa học thiên văn, dự báo thời tiết, y học, sinh vật, tốn học v.v Thơng qua viết này, hiểu dự đoán nỗ lực nhà sản xuất lớn việc phát triển ứng dụng mẻ, tiên tiến cho người sử dụng loại máy tính tương lai hình thành phát triển so với với hội, thách thức hướng công nghệ máy tính tương lai Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 Chương TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH VÀ CÁC XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH TRONG TƯƠNG LAI 1.1 TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH “Máy tính tương lai” thuật ngữ không dùng để riêng cho phát triển máy tính thời điểm hay tương lai, thuật ngữ hiểu cơng nghệ tương lai, trí tuệ, kỹ thuật khoa học thuộc lĩnh vực cơng nghệ thơng tin Tính đến thời điểm tại, có nhiều tiểu thuyết, phim ảnh hình dung phát triển tương lai máy tính, quen thuộc Doraemon - Một mèo máy thuộc kỷ 22 mang khứ biết công nghệ hệ đại Thậm chí cực đoan hơn, có khơng phim hình dung cảnh tượng máy tính tương lai thống trị loài người (như phim I, robot; Terminator, Ant Man, Iron Man,…vv) Dù cịn quy mơ thử nghiệm có số mẫu “máy tính tương lai” thực chế tạo, xem niềm tự hào nhân loại nói chung ngành cơng nghiệp máy tính nói riêng cơng phát triển đại Máy tính phương tiện làm việc tuyệt vời hiệu tính đến thời điểm tại, giúp người hiểu sâu vào giới tự nhiên, liên lạc với cách dễ dàng, từ mà hiệu cơng việc có suất cao trước Tuy nhiên, cịn hạn chế riêng như: tốc độ tính tốn cịn giới hạn phụ thuộc nhiều vào độ phức tạp vấn đề, kết tính tốn chưa đạt u cầu chun sâu, việc dùng lượng cho máy tính cịn u cầu tương đối lớn 1.2 XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH TRONG TƯƠNG LAI Ngày 18 tháng năm 2023, Los Alamitos, California, Hiệp hội máy tính IEEE -tổ chức hàng đầu giới chuyên gia máy tính cung cấp phân tích tồn diện thành cơng dự đốn cơng nghệ, tác động tiềm ẩn nhân loại, dự đoán trưởng thành dự đoán việc áp dụng thị trường, đồng thời bao gồm chân trời cho hội áp dụng thương mại cho học viện, phủ , tổ chức nghề nghiệp ngành cơng nghiệp, cơng bố báo cáo dự đốn cơng nghệ cho năm 2023 [1] Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 Nita Patel, chủ tịch IEEE CS cho biết: “ Năm vừa qua tiếp tục đường không chắn thị trường tồn cầu tiến cơng nghệ cần phải nhanh chóng thích ứng đáp ứng Dự đốn Cơng nghệ năm 2023 từ Hiệp hội Máy tính cung cấp nhìn thống qua tương lai tiếp tục giúp thành viên cộng đồng tổng thể lên kế hoạch cho tới.” [1] [1] Những xu hướng cơng nghệ hàng đầu dự đốn là:  Chăm sóc sức khỏe từ xa & Thiết bị đeo (Remote Healthcare & Wearables) Chăm sóc sức khỏe từ xa với thiết bị đeo tiên tiến cho phép bệnh nhân nhận hỗ trợ y tế từ xa bác sĩ thực thủ thuật, tham khảo ý kiến chuyên gia từ xa có quyền truy cập vào thông tin sức khỏe quan trọng  Thực tế tăng cường (Augmented Reality) Sự tích hợp liền mạch giới thực không gian mạng ngày trở nên thực  Phần mềm cho Edge2 Cloud Continuum Phần mềm bao gồm phần mềm để phát triển triển khai thành phần, hệ thống tảng điện toán hệ cho phép chuyển đổi sang tính tốn liên tục với lực mạnh mẽ biên biên xa môi trường lượng- cách hiệu đáng tin cậy  Phần cứng mở (Open Hardware) Từ hệ thống mở (OCP) đến ISA (RISC-V) kết nối (CXL, UCIe), phong trào nguồn mở mở rộng sang phần cứng  DevOps hỗ trợ AI (AI-Assisted DevOps) Cách tiếp cận DevOps truyền thống cải thiện để giải phức tạp ngày tăng hệ thống phần mềm  In 3D lĩnh vực chăm sóc sức khỏe cá nhân hóa In 3D lĩnh vực chăm sóc sức khỏe phát triển theo hướng sản xuất phụ gia tùy chỉnh cho cá nhân  Trí tuệ nhân tạo (Generative AI) Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 Trong vài năm tới, AI sử dụng ngày nhiều, tăng hiệu cho phép dịch vụ Nó bị ràng buộc để nâng cao vấn đề đạo đức xã hội Mong đợi tác động mạnh mẽ đến kinh doanh (ngắn hạn), giáo dục (dài hạn) xã hội (trung hạn đến dài hạn)  IT for Sustainability Công nghệ phát triển từ CNTT bền vững sang ứng dụng CNTT cho bền vững, lượng kinh tế xanh  Công nghệ xe tự lái (Autonomous Driving) Xe tự lái mơi trường kiểm sốt bắt đầu áp dụng quy mô lớn, hỗ trợ trường hợp kinh doanh hiệu  Sản xuất phân tán kỹ thuật số (Digital Distributed Manufacturing) Sản xuất phân tán kỹ thuật số giảm dấu chân lượng môi trường, đồng thời tăng khả phục hồi chuỗi cung ứng  Trusted Computing Sẽ có nâng cao nhận thức cộng đồng ý đến tính tốn đáng tin cậy/được đảm bảo tất lĩnh vực cơng nghiệp Các phủ tăng cường tập trung vào hành động lập pháp để đảm bảo hệ thống tiếp xúc với cơng chúng tin cậy  Mạng nơ-ron đồ thị lớn (Huge Graph Neural Networks) Các ứng dụng sử dụng mơ hình khổng lồ, chẳng hạn ChatGPT, chứng tỏ tác động thực loạt vấn đề đáng kể Mạng nơ-ron đồ thị biểu diễn cấu trúc “thế giới thực” phức tạp Chúng tơi dự đốn mơ hình GNN khổng lồ sử dụng rộng rãi học máy  Dược phẩm Thích ứng, Sáng tạo (Adaptive, Generative Pharmaceuticals) Những tiến cơng nghệ nano trí tuệ nhân tạo rút ngắn thời gian phát triển vắc xin mở rộng hiệu chúng  Rô-bốt tự trị & Máy trí tuệ I/F Sẽ diễn tiếp thu rộng rãi tảng rô-bốt, bao gồm phần mở rộng thể người  Trí tuệ tổng hợp nhân tạo (Artificial General Intelligence) Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 Những tiến AI dẫn đến hệ thống AGI hiểu học nhiệm vụ trí tuệ mà người thực  Số hóa tồn cầu giao dịch tiền tệ (Global Digitalization of Monetary Transactions) Chuyển đổi kỹ thuật số giao dịch tiền tệ mở hội đột phá thị trường toàn cầu  Space ITC Khi ngày có nhiều cơng ty gửi cơng nghệ lên vũ trụ, rào cản gia nhập giảm nhanh chóng  Sản xuất khơng gian bền vững (Sustainable Space Manufacturing) Các công nghệ dịch vụ sản xuất tái chế không gian cải thiện tính bền vững, khả phục hồi chi phí hệ sinh thái không gian  Phát hiện/Chỉnh sửa thông tin (Disinformation Detection/Correction) Cải thiện độ tin cậy thơng tin sức khỏe cộng đồng, trị khoa học cải thiện thông tin công khai cần thiết cho định đắn từ cấp độ cá nhân đến xã hội Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 Chương MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ - MỤC TIÊU CHUNG CỦA CÁC NHÀ SẢN XUẤT LỚN 2.1 SƠ LƯỢC VỀ MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ Lĩnh vực máy tính lượng tử Yuri Manin nêu lần vào năm 1980 Richard Feynman năm 1982 Máy tính lượng tử sử dụng tính chất spin đại diện cho bit lượng tử hình thành khái niệm khơng thời gian lượng tử đưa vào năm 1969 [2] Mẫu máy tính lượng tử máy 2-qubit, chế tạo vào năm 1996 hai tác giả N.Gershenfeld I.L Cubinec Các qubit thực spin hạt nhân nguyên tử thuộc phân tử chloroform, máy tính lượng tử đơn giản phân tử Chloroform Tiếp đó, số mẫu máy 3, 5, 7, 15 qubit giới thiệu mẫu chủ yếu thực trung tâm nghiên cứu Alamaden hãng IBM - năm 1999, 2000, 2002, 2005 [3] Đáng ý mẫu máy có tên Orion Hãng D-Wave systems of Vancouver Canada Orion có 16-qubit, chế tạo dựa vật liệu siêu dẫn thực số phép tính số học đơn giản Linh kiện máy dựa mạch chế tạo hai loại bán dẫn Al Nb Dịng điện qubit Orion truyền vòng quanh cuộn dây theo ngược chiều kim đồng hồ, hai hướng tương ứng với bit 0, bit chồng chập giá trị Để thực tính tốn, Orion làm lạnh xuống nhiệt độ 0,01K nhằm hạn chế nhiễu nhiệt phá hủy trạng thái chồng chập vướng víu lượng tử Sau Orion, hãng tiếp tục cho mẫu khác: xử lí 128 qubit D-Wave One vào tháng 5/2011, D-Wave 2X vào 2016 phiên thương mại D-Wave 2000Q vào 2017 với số lượng qubit nhiều gấp đôi so với D-Wave 2X Sản phẩm Hãng D-Wave systems of Vancouver NASA, Google Intel mua để phục vụ cho mục tiêu nghiên cứu [3] Năm 2017, ba hãng công nghệ lớn: Google, Intel, IBM giới thiệu mẫu máy 50-qubit Tháng 3/2018, Google cho đời mẫu máy 72-qubit Hai quốc gia Trung Quốc Nga riết tham gia vào đua với khoản đầu tư lớn, đặc biệt Trung Quốc chi 10 tỷ USD cho nghiên cứu công nghệ tính tốn lượng tử Vào đầu năm 2018, hai nước đã tuyên bố chế tạo thành công mẫu máy 50-qubit 51-qubit [6] Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 Máy tính lượng tử thiết bị tính tốn sử dụng trực tiếp hiệu ứng học lượng tử tính chồng chập vướng víu lượng tử để thực phép toán liệu đưa vào, lĩnh vực máy tính tập trung vào việc phát triển cơng nghệ máy tính dựa nguyên tắc lý thuyết lượng tử, giải thích tính chất lượng vật chất cấp độ nguyên tử hạ nguyên tử, Máy tính lượng tử sử dụng bit lượng tử (qubit) tận dụng học lượng tử để hoạt động tính tốn theo dạng chồng định thời điểm, kết hợp Máy tính lượng tử quy mơ lớn có khả giải vấn đề phức tạp cách nhanh máy tính cổ điển sử dụng thuật toán tốt nay, thuật tốn Shor để phân tích số tự nhiên thành tích số nguyên tố, mô hệ lượng tử nhiều hạt Cũng có thuật tốn lượng tử, thuật tốn Simon, cho phép máy tính hoạt động nhanh máy tính dựa thuật tốn xác suất cổ điển Hình 2.1: Máy tính lượng tử Google [5] 2.2 SỰ KHÁC BIỆT GIỮA MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ VÀ MÁY TÍNH THƠNG THƯỜNG Máy tính lượng tử máy tính thơng thường khác đáng kể cách thức hoạt động, kiến trúc cách xử lý thông tin Dưới số khác biệt hai loại máy tính này: - Đơn vị tính: Máy tính thơng thường sử dụng đơn vị tính nhị phân để biểu diễn thơng tin tính tốn, đó, máy tính lượng tử sử dụng đơn vị tính quantum bit (hay cịn gọi qubit) để biểu diễn thông tin Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 - Thao tác tính tốn: Máy tính thơng thường sử dụng phép tính logic (AND, OR, NOT) để xử lý thơng tin, máy tính lượng tử sử dụng thao tác toán học phức tạp hơn, bao gồm tương tác qubit - Khả xử lý thơng tin: Máy tính thơng thường có khả xử lý thơng tin liên tục, máy tính lượng tử xử lý thơng tin theo bước (hay cịn gọi thời gian rời rạc) - Cấu trúc phần cứng: Máy tính truyền thống có cấu trúc phần cứng đơn giản, bao gồm thành phần vi xử lý (CPU), nhớ thiết bị nhập xuất Trong đó, máy tính lượng tử có cấu trúc phần cứng phức tạp hơn, bao gồm qubit (đơn vị tính máy tính lượng tử), thiết bị điều khiển, cảm biến, hệ thống làm mát đặc biệt - Ứng dụng: Máy tính thơng thường sử dụng chủ yếu cho tác vụ tính tốn thơng thường xử lý văn bản, tính tốn tài chính, xử lý hình ảnh, tác vụ máy tính khác Trong đó, máy tính lượng tử sử dụng cho tác vụ tính tốn phức tạp phân tích liệu lớn, giải mã mã khóa bảo mật mơ q trình vật lý hóa học phức tạp - Ngơn ngữ lập trình: Máy tính truyền thống sử dụng ngơn ngữ lập trình C++, Java, Python, ngơn ngữ lập trình khác để viết chương trình, đó, máy tính lượng tử sử dụng ngơn ngữ lập trình đặc biệt, ví dụ Qiskit, Microsoft Quantum Development Kit, ngơn ngữ lập trình khác Tóm lại, máy tính lượng tử máy tính thơng thường có khác biệt đáng kể kiến trúc, cách thức hoạt động cách xử lý thơng tin, từ có ứng dụng khác lĩnh vực khác 2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY TÍNH LƯỢNG TỬ Máy tính lượng tử hoạt động dựa nguyên lý vật lý lượng tử sử dụng qubit để lưu trữ xử lý thơng tin Q trình tính tốn thực cách áp dụng cổng lượng tử để thực phép biến đổi qubit Được cấu tạo từ hạt lượng tử hai trạng thái, ví dụ phơton với trạng thái phân cực ngang phân cực dọc, hạt nhân nguyên tử spin up spin down, electron với spin lên spin xuống, nguyên tử với hai mức lượng (mức mức kích thích) hay mạch siêu dẫn với trạng thái lên Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 xuống Bình thường trạng thái lập, tức khơng có tác động từ bên ngoài, hạt trạng thái chồng chập hai trạng thái trên: hạt phôton vừa phân cực ngang vừa phân cực dọc, electron vừa quay sang trái vừa quay sang phải [4] Nếu máy tính điện tử sử dụng bit đơn vị thông tin, máy tính lượng tử sử dụng hạt hai trạng thái làm đơn vị thông tin gọi qubit Trong điều kiện cô lập hạt lượng tử đồng thời hai trạng thái, máy tính chế tạo từ N hạt (gọi máy tính N-qubit) đồng thời tồn 2N trạng thái, tức thực lúc 2N phép tính Hiệu ứng gọi tính song song lượng tử, đảm bảo cho gia tăng tốc độ tính tốn theo hàm mũ máy tính lượng tử Qubit có số thuộc tính đặc biệt, khiến nhóm số chúng có khả cung cấp sức mạnh xử lý cao nhiều so với số bit nhị phân Quan trọng gọi chồng chất rối lượng tử Đơn vị thơng tin máy tính lượng tử qubit Đó ký hiệu trạng thái hạt lượng tử hai trạng thái Hai trạng thái riêng hạt ký hiệu |0〉 |1〉 (ví dụ |0〉 spin up |1〉 spin down) Khi trạng thái lập hạt trạng thái chồng chập: |Ѱ〉 = α|0〉 + β|1〉 Trong α, β số phức thỏa mãn điều kiện |α|2 + |β|2 = Mỗi trạng thái chồng chập qubit, ứng với hai bit cổ điển |0〉 |1〉 có vơ số qubit Bằng cách chuyển sang tọa độ cầu không gian ba chiều biểu diễn qubit dạng: Hình 4.1: Biểu diễn Qubit dạng công thức [7] Công thức cho thấy qubit tạo thành mặt cầu đơn vị không gian ba chiều, gọi cầu Bloch, bit cổ điển |0〉 |1〉 hai điểm cực Bắc cực Nam Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 Hình 4.2: biểu diễn Bit Qubit [7] Việc Qubit lấp đầy mặt cầu dẫn đến ý nghĩ gói lượng vơ hạn thơng tin cổ điển bit lượng tử, thực tế không xảy Bởi đọc thông tin từ máy tính lượng tử ta thực hành vi đo lượng tử, xảy tượng suy sụp hàm sóng trạng thái chồng chập biến thành trạng thái cổ điển, tức qubit biến thành bit ta thu hai bit cổ điển 2.4 INTERNET LƯỢNG TỬ - THE QUANTUM INTERNET Trong họp báo Đại học Chicago, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) công bố báo cáo đưa chiến lược kế hoạch chi tiết cho phát triển Internet lượng tử quốc gia, đưa Hoa Kỳ đầu lĩnh vực Vào tháng năm 2020, Phịng thí nghiệm quốc gia DOE, trường đại học ngành công nghiệp gặp thành phố New York để phát triển chiến lược kế hoạch chi tiết mạng internet lượng tử quốc gia, đặt nghiên cứu thiết yếu cần hồn thành, mơ tả rào cản kỹ thuật thiết kế, đồng thời thiết lập gần mục tiêu kỳ hạn Internet lượng tử dựa vào định luật học lượng tử để kiểm sốt truyền thơng tin an tồn hết [10] Hiện Internet lượng tử giai đoạn phát triển ban đầu, Một đặc điểm bật truyền lượng tử chúng khó bị nghe trộm thơng tin truyền vị trí Các nhà khoa học có kế hoạch sử dụng đặc điểm để tạo mạng bị công Những tổ chức, ngành nghề lĩnh vực áp dụng sớm bao gồm ngành dịch vụ ngân hàng y tế, với ứng dụng cho an ninh quốc gia thông tin liên lạc máy bay Các nhà khoa học khám phá cách internet lượng tử đẩy nhanh q trình trao đổi lượng liệu khổng lồ Theo báo cáo, thành phần kết hợp mở rộng quy mơ, xã hội có Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 thể đạt bước đột phá truyền thông liệu Cuối cùng, việc tạo mạng cảm biến lượng tử cực nhạy cho phép kỹ sư giám sát dự đốn động đất tốt tìm kiếm mỏ dầu, khí khống chất lịng đất Những cảm biến có ứng dụng chăm sóc sức khỏe hình ảnh [10] Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 Chương MỘT SỐ QUAN ĐIỂM CỦA CÁC NHÀ SẢN XUẤT 3.1 TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH: DỰ ĐỐN 50 NĂM – TIẾN SĨ PAUL B SCHNECK [7] 3.1.1 Công nghệ linh kiện Theo quan điểm Tiến Sĩ Paul B Schneck , kích thước tính thu nhỏ, chuyển sang sử dụng công nghệ nano Công cụ công nghệ nano (các cơng cụ có "kích thước nano”) sử dụng để sản xuất mạch máy tính Việc làm cung cấp kiểm sốt chiều kích thước đồng thời trình sản xuất Các mạch chuyển đổi mạch nhớ phụ thuộc vào việc kiểm soát số lượng nhỏ electron hiệu ứng lượng tử, dẫn đến việc sử dụng siêu vị trí lượng tử để biểu diễn 2n trạng thái xảy với yếu tố đơn lẻ Ngoài ra, việc mã hóa cho phép giải nhiều vấn đề thời gian tuyến tính, vấn đề trước bất khả giải kích thước chúng tăng lên theo cấp số nhân với số lượng biến số Các tiến công nghệ lượng tử cho phép sử dụng chuyển đổi lượng tử để truyền tải thông tin trạng thái lượng tử nhanh tốc độ ánh sáng Nếu tích hợp tượng vào thiết bị tính tốn, khơng cịn bị ràng buộc giới hạn tốc độ truyền tín hiệu khoảng cách lớn Tính tốn đảo ngược, dựa tính tốn mà khơng tiêu hao lượng mục tiêu khó nắm bắt Nghiên cứu theo hướng dẫn đến hệ thống sử dụng lượng hơn, tạo gói nhỏ nhanh hơn, đồng thời chạy pin nhiều tháng 3.1.2 Khoa học máy tính tốn học Nhiều tác giả lưu ý 50 năm qua, cải tiến thuật toán bắt kịp với cải tiến cơng nghệ Các thuật tốn cung cấp hiệu suất tăng lên nhiều năm tới Các thuật toán giải tắc nghẽn giao thông đường dẫn đến giàu có kinh tế dựa thơng tin thuật tốn mang lại lợi chiến thuật sản xuất công nghệ Khi có nhiều nguồn lực tập trung vào việc cải thiện thuật tốn này, có bước đột phá Khả việc thực tính tốn tài khổng lồ, chẳng hạn giá cổ phiếu Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 bị giới hạn khả tính tốn đường ngắn nhất, để chọn tập hợp tổ hợp, v.v Một sức mạnh tổng hợp hứa hẹn đẩy nhanh tốc độ phát minh thuật toán đột phá 3.1.3 Lập trình viên khả lập trình Ở thời điểm ban đầu, máy tính cịn đắt tiền sức lao động rẻ, hệ thống máy tính điều khiển hàng chục lập trình viên Ngày nay, lập trình viên nhà cung cấp phần mềm tạo chương trình sử dụng hàng triệu người dùng hàng triệu máy tính cá nhân Các lập trình viên doanh nghiệp tạo phần mềm sử dụng toàn tập đoàn tạo ứng dụng cho riêng Năm mươi năm sau, gần tất lập trình thực cho nhà cung cấp phần mềm phần cứng Lập trình khoa học tiến hóa để sử dụng khả mơ tả ký hiệu tốn học làm đầu vào cho chương trình chuyển đổi Khi đó, nhà khoa học, kỹ sư nhà tốn học trực tiếp đưa vấn đề cho giải máy tính mà khơng cần can thiệp lập trình viên Trong tương lai, trí tuệ nhân tạo nhận mục tiêu sai lầm Chúng ta giải nhiều vấn đề phân loại cần trí tuệ nhân tạo ngày nay, giải pháp chúng phụ thuộc vào khả lưu trữ tính tốn khổng lồ có sẵn Bằng cách kết hợp việc khám phá tất giá trị tham số với việc cắt tỉa đường có tiềm thấp máy tính cho phản ứng thông minh Khả kết hợp phím tắt heuristic ad hoc tiếp tục đóng vai trị quan trọng việc cung cấp cho người dùng diện mạo hệ thống thông minh 3.1.4 Giao diện người dùng Trong tương lai, giao diện người dùng phát triển, liệu người dùng nhập vào máy tính khơng cịn phương pháp cổ điển gõ phím, di chuyển chuột hay lời nói Bằng cảm nhận giải thích tín hiệu chủ yếu từ hệ thống thần kinh người tạo ra, máy tính hiểu được, tiếp thu thực mệnh lệnh đầu vào Một cảm biến thần kinh thay đầu vào giao diện người dùng Điều khơng có nghĩa suy nghĩ người dùng bị chặn Điều cịn q phức tạp, người dùng đào tạo phép hệ thống trích xuất Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 hành động dự định máy tính từ luồng suy nghĩ cảm xúc liên tục xoáy não người dùng 3.2 KẾT NỐI 5G/6G [8] Theo Bilin Aksun-Guvenc cho biết, Các phương tiện khơng người lái dùng chung, chạy hồn tồn điện có tác động tích cực đến xã hội tương lai gần chúng mang đến cho cộng đồng đa dạng chưa phục vụ đầy đủ khả tiếp cận phương tiện di chuyển nhanh đáng tin cậy Các lĩnh vực mà 5G hưởng lợi nhiều năm tới học tập giáo dục từ xa, y tế từ xa, bao gồm phẫu thuật từ xa, truyền hồ sơ sức khỏe, giải trí, thể thao phát trực tuyến kiện, cá nhân thông tin liên lạc chuyên nghiệp hàng ngày, vận chuyển kiểm sốt giao thơng , sản xuất/lắp ráp, giảm lượng khí thải carbon hiệu lượng Theo Eleanor Watson, bà cho biết vệ tinh không gian phương tiện mang đến kết nối di động cho vùng hẻo lánh bước đột phá chúng cho phép tiến vượt bậc nhu cầu xây dựng sở hạ tầng đắt tiền mặt đất Chúng mạng riêng ảo tối thượng - 'VPN' - cho việc truy cập nội dung vượt quyền giới hạn Ý kiến bà 95% nhà cơng nghệ tồn cầu nói vệ tinh không gian cho kết nối di động từ xa yếu tố thay đổi quan trọng vào năm 2023 cho phép kết nối thiết bị 5G nơi, 24/7, vượt qua sở hạ tầng mặt đất Theo ông Bala Prasad Peddigari, người đặt móng cho 6G, kết nối 6G chủ yếu chủ đề nghiên cứu, thử nghiệm vào năm 2023 áp dụng rộng rãi năm tới Cuộc khảo sát IEEE cho thấy 88% số người hỏi đồng ý với ý kiến ông Witkowski cho biết, trình xác định 6G tiến hành có nỗ lực nghiên cứu công nghệ 6G, cần nhận hệ di động tồn phần để khắc phục hạn chế hệ trước Để hiểu hạn chế đó, cần phải hiểu rõ đẩy mạng 5G đến giới hạn 3.3 AI VÀ TỰ ĐỘNG HĨA [8] Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 Theo ông Carmelo José Albanez Bastos Filho, Công nghệ 5G máy học tí hon có tác động lớn đến xã hội vào năm tới q trình nhiệm vụ thực mà khơng cần can thiệp người Các hệ thống tự động hóa sử dụng nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ sản xuất đến dịch vụ 98% nhà công nghệ tin tương lai, phần mềm hỗ trợ AI robot di động tự động hóa quy trình nhiệm vụ Điều bao gồm phân tích liệu, cho phép người làm việc hiệu hiệu Khi đó, AI sử dụng rộng rãi lĩnh vực khác y tế, giáo dục, tài chính, thương mại điện tử giúp chẩn đốn bệnh, tìm kiếm thuốc hiệu quả, tạo phương pháp giảng dạy tốt hơn, phân tích liệu để đưa định tài kinh doanh thơng minh, cơng việc tồn kinh tế toàn cầu tăng cường phần mềm AI điều khiển 3.4 CÔNG NGHỆ AN NINH MẠNG [8] Với công nghệ phát triển đại, ngày có nhiều thiết bị thu thập lượng liệu ngày tăng Dữ liệu lưu trữ nhiều đám mây hay tảng lưu trữ có nguy bị xâm phạm – liên quan đến quyền riêng tư, sức khỏe tài Hai cải tiến hỗ trợ an ninh mạng áp dụng tương lai cơng nghệ chuỗi khối (Blockchain Technology) mã hóa đồng hình (Homomorphic Encryption) Bhaskar Krishnamachari giải thích thiết bị IoT bị xâm phạm, bao gồm thiết bị y tế thiết bị đeo được, thay đổi liệu trước gửi đến người nhận dự kiến thiết bị bị xâm phạm để gửi liệu bất hợp pháp đến người nhận trái phép Krishnamachari cho biết rằng, giao thức chuỗi khối có khả ghi lại giao dịch liệu sổ chống giả mạo để tạo đường kiểm tra an tồn, chúng đóng vai trị bảo mật thơng tin liên lạc thiết bị IoT Các công nghệ chuỗi khối giúp đảm bảo liệu gửi hợp lệ không bị làm hỏng bên độc hại gửi đến tất người nhận dự định mà khơng có kiểm duyệt, giả mạo xếp lại Một công nghệ khác đầu mã hóa đồng hình, cho phép người dùng thực phép tính liệu mã hóa mà khơng cần giải mã trước Mặc dù mã hóa đồng cấu yêu cầu nhiều sức mạnh tính tốn, có vài ưu điểm lớn Theo Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 Kayne McGladrey, cho phép công ty ngành quản lý chặt chẽ, chẳng hạn tài chăm sóc sức khỏe, lưu trữ liệu đám mây công cộng McGladrey cho biết, liệu mã hóa tất giai đoạn, nên việc vi phạm liệu bên thứ ba không cung cấp cho tác nhân đe dọa quyền truy cập vào liệu mã hóa 3.5 TƯƠNG LAI CỦA ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY 2025-2030 [9] Một số xu hướng cơng nghệ tương lai điện tốn đám mây năm tới 3.5.1 Điện toán đám mây sử dụng trí tuệ nhân tạo Điện tốn đám mây cách mạng hóa cách doanh nghiệp cá nhân truy cập sử dụng liệu Bằng cách lưu trữ liệu đám mây, người dùng truy cập liệu từ nơi giới có kết nối internet Điện tốn đám mây giúp tăng giảm quy mô cách nhanh chóng dễ dàng nhu cầu kinh doanh thay đổi Một cải tiến điện tốn đám mây việc sử dụng trí tuệ nhân tạo AI cung cấp số lợi cho doanh nghiệp sử dụng đám mây, bao gồm khả tự động xác định mẫu xu hướng đưa dự đoán nhu cầu tương lai Điều giúp doanh nghiệp tối ưu hóa hoạt động họ đưa định phân bổ nguồn lực tốt Ngồi ra, AI giúp cải thiện bảo mật cách xác định mối đe dọa tiềm ẩn thực hành động để giảm thiểu chúng Việc sử dụng AI điện toán đám mây giai đoạn đầu, có khả biến đổi cách thức hoạt động doanh nghiệp 3.5.2 Điện toán đám mây ngành giáo dục Điện tốn đám mây nhanh chóng bắt đầu thâm nhập vào ngành giáo dục Các trường học trường đại học sử dụng ứng dụng dựa đám mây cho phép truy cập công cụ tài nguyên trực tuyến thông qua internet lưu trữ liệu máy chủ từ xa, hỗ trợ học từ xa, phân tích liệu giúp giảm thiểu rào cản thời gian, địa điểm quy mơ Bên cạnh đó, điện tốn đám mây cải thiện giao tiếp cộng tác, quản lý khối lượng công việc lưu trữ liệu Nhiều trường học sử dụng giải pháp lưu trữ dựa đám mây để lưu trữ hồ sơ học sinh, điểm số Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 liệu nhạy cảm khác Lợi ích điện tốn đám mây ngày trở nên rõ ràng lĩnh vực giáo dục có khả việc sử dụng tiếp tục phát triển năm tới 3.5.3 Điện tốn đám mây ngành chăm sóc sức khỏe Nhiều ngành cơng nghiệp sử dụng điện tốn đám mây năm gần chăm sóc sức khỏe khơng ngoại lệ Ngành chăm sóc sức khỏe ngày chuyển sang đám mây để lưu trữ quản lý liệu cung cấp ứng dụng dịch vụ Có nhiều lý cho thay đổi này, lý số thực tế giải pháp dựa đám mây mang lại tính linh hoạt khả mở rộng cao so với giải pháp chỗ Ngồi ra, đám mây giúp cải thiện việc chăm sóc bệnh nhân cách cung cấp cho bác sĩ quyền truy cập tốt vào liệu phân tích Và cuối cùng, cách chuyển sang đám mây, tổ chức chăm sóc sức khỏe tiết kiệm tiền cho chi phí phần cứng CNTT Với nhiều lợi ích, khơng có ngạc nhiên điện tốn đám mây ngày đóng vai trị quan trọng ngành chăm sóc sức khỏe 3.5.4 Ảnh hưởng kinh tế đám mây công nghệ đám mây Đám mây có ảnh hưởng sâu sắc đến kinh tế ảnh hưởng ngày tăng Bằng cách giúp doanh nghiệp truy cập quản lý liệu dễ dàng hơn, đám mây giúp nâng cao hiệu suất Nó giúp doanh nghiệp mở rộng quy mơ nhanh chóng dễ dàng mà không cần sở hạ tầng đắt tiền Ngoài ra, đám mây mở hội cho công ty khởi nghiệp doanh nghiệp nhỏ Bằng cách giảm rào cản gia nhập, đám mây tạo sân chơi bình đẳng, giúp doanh nghiệp dễ dàng cạnh tranh với người chơi lâu đời Khi đám mây tiếp tục phát triển, tác động kinh tế tăng lên 3.5.5 Cơng nghệ đám mây cộng tác an tồn Cơng nghệ đám mây ngày coi cách để cải thiện cộng tác giao tiếp doanh nghiệp Trước đây, việc giao tiếp kinh doanh thường bị cản trở phải địa điểm sử dụng phương thức lỗi thời máy fax Tuy nhiên, Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com) lOMoARcPSD|9234052 với đời công nghệ đám mây, doanh nghiệp giao tiếp dễ dàng an toàn hết Các ứng dụng dựa đám mây cho phép người dùng chia sẻ tài liệu thông tin thời gian thực, vị trí Điều giúp doanh nghiệp dễ dàng kết nối giúp việc điều phối dự án trở nên đơn giản Ngoài ra, ứng dụng dựa đám mây thường an toàn phương pháp liên lạc truyền thống, khiến chúng trở nên lý tưởng cho thơng tin nhạy cảm bí mật Do đó, cơng nghệ đám mây cung cấp cách cộng tác an toàn hiệu cho doanh nghiệp Downloaded by Heo Út (quangutbin@gmail.com)