Наука

  ▪   Катерина Койдан

10 проривних технологій 2020

Які розробки потрапили до щорічної підбірки MIT Technology Review

Серед безлічі технологічних новинок, іноді важко відрізнити, які технології мають майбутнє, а які забудуться через кілька тижнів чи місяців.  Щорічно MIT Technology Review готує підбірку технологій, які, на думку редакції, матимуть суттєвий вплив на наше життя у майбутньому. Тож, на що варто звернути увагу?

 

Інтернет, який неможливо зламати

 

Вчені з Делфтського технічного університету працюють над тим, аби з’єднати чотири міста Нідерландів мережею, побудованою на базі квантової фізики. Така мережа забезпечуватиме абсолютно безпечний зв’язок. Технологія базується на такому явищі, як квантова заплутаність. Фотони, пов’язані через квантову заплутаність, неможливо «прочитати», не порушивши їх вмісту.

 

Однак, пов’язані атомні частинки важко створити і ще важче передавати на великі відстані. Команді вчених вже вдалося продемонструвати, що вони можуть відправляти пов’язані фотони на відстань півтора кілометри, і вони впевнені, що до кінця цього року зможуть поєднати такою квантовою мережею міста Делфт та Гаага.

 

Читайте також: Коли 2D краще за 3D

 

Для подальшого розширення мережі знадобляться спеціальні квантові ретранслятори, над створенням яких вже працюють в  Делфтському технічному університеті та інших наукових центрах. Прогнозується, що перші квантові ретранслятори з’являться за 5-6 років, а ближче до кінця десятиліття можна очікувати запуск глобальної квантової мережі.

 

Персоналізована медицина

 

Сьогодні люди з надзвичайно рідкісними захворюваннями практично не мають шансів вилікуватися, оскільки від їх хвороб не просто не існує ліків, але й ніхто навіть не працює над створенням таких ліків. Ця ситуація може змінитися завдяки новому класу препаратів, що адаптовані до генів конкретної людини.

 

Якщо захворювання викликане помилкою в ДНК – а таких захворювань насправді тисячі – то його можна побороти за допомогою генетичної фіксації. Нові лікарські засоби можуть редагувати або замінювати гени, а також стирати помилкові генетичні повідомлення.

 

Досвід застосування таких препаратів для лікування людей з надзвичайно рідкісними захворюваннями показує, що від зчитування генетичної помилки до появи відповідних медикаментів проходить до одного року. Це небагато, але все ж залишається питання, хто оплачуватиме ці препарати, якщо вони допомагають лише одній людині, а потребують тривалої роботи великої команди науковців.

 

Цифрові гроші

 

Минулого літа Facebook оголосив про запуск глобальної цифрової валюти Libra. З того часу багато чого змінилось – кілька великих компаній, що збирались підтримати Libra, вийшли з проекту, і можливо ця цифрова валюта ніколи не буде запущена або принаймні не буде запущена у тому вигляді, що планувалось. Однак, певний ланцюговий процес було розпочато.

 

Читайте також: Математика проти епідемій

 

Китайські лідери вочевидь побачили загрозу у запуску цифрової валюти, гарантованої переважно доларами США, і вже за кілька днів оголосили про намір пришвидшити розвиток і запуск власної цифрової валюти. Тож, зараз Китай може стати першою великою економікою, що запустить цифрову версію власних грошей, яка ймовірно згодом замінить готівку.

 

Ліки проти старіння

 

Перша хвиля антивікових препаратів нового класу вже тестується на людях. Ці препарати називаються сенолітиками і діють вони, видаляючи певні клітини, що накопичуються з віком. Мета цих препаратів наразі не подовжити тривалість життя, а вилікувати або уповільнити розвиток захворювань, пов’язаних зі старінням.

 

Різні команди вчених по всьому світу працюють над лікуванням вікових захворювань очей та легень, остеоартрозу колін, хвороб Альцгеймера та Паркінсона, серцевих захворювань, раку тощо. До особливо екзотичних методів належать ін’єкції з компонентами крові молодих людей для уповільнення розвитку деменції.

 

Препарати, розроблені штучним інтелектом

 

Кількість молекул, що можуть бути перетворені на потенційно рятівні препарати, перевищує кількість атомів у Сонячній системі. Тож, знайти реально корисні сполуки серед цього всесвіту хімічних можливостей – задача не з легких.

 

Читайте також: Die Welt: Тепер інновації відбуваються без німців

 

Тут у нагоді стають алгоритми машинного навчання, які можуть дуже швидко обробляти великі масиви інформації і базуючись на інформації про існуючі препарати та їх властивості, пропонувати нові сполуки. Такі дослідження вже активно проводяться, а деякі сполуки, запропоновані штучним інтелектом, вже дійшли до етапу тестування на людях.

 

Супутникові мега-сузір’я

 

Запуск достатньої кількості супутників у космос дозволить забезпечити широкосмуговим інтернетом навіть найбідніші та найвіддаленіші місцевості нашої планети. Так, лише SpaceX планує протягом найближчого десятиліття запустити на орбіту в 4,5 разів більше супутників, ніж було запущено за всю «космічну» історію людства.

 

Масовий запуск супутників став можливим завдяки вдосконаленню технологій і відповідно, суттєвому здешевленню процесу запуску супутників на орбіту. Так, раніше невеликий супутник зв’язку важив близько чотирьох тон і при ціні запуску близько $50 тис. за кг, вартість його запуску складала майже $200 млн. Сьогодні супутник SpaceX Starlink важить трохи більше 220 кг, а ціна запуску знизилась до $2700/кг, що дозволило запускати супутники на орбіту лише за $620 тисяч.

 

Тож, минулого року на орбіту було запущено 120 супутників Starlink і компанія SpaceX планує тепер запускати по 60 супутників кожні два тижня. Така кількість супутників дійсно може допомогти забезпечити безкоштовний інтернет по всьому світу, якщо звичайно вдасться убезпечити їх від зіткнень. Хоча простору на орбіті дуже багато, відсутність адекватного регулювання орбітального трафіку може мати катастрофічні наслідки.

 

Квантові обчислення

 

Квантові комп’ютери зберігають та обробляють інформацію кардинально в інший спосіб, ніж звичайні комп’ютери. Як результат, в теорії вони можуть обробляти на порядки більші обсяги інформації і відповідно, за кілька хвилин розв’язувати задачі, на які класичним комп’ютерам необхідні тисячоліття.

 

Фактично, квантові комп’ютери існують вже кілька років, але необхідні спеціальні умови, аби вони змогли перевершити роботу класичних комп’ютерів. І ось, в жовтні минулого року в компанії Google оголосили, що їм вдалося досягти квантової переваги і за 3 хвилини зробити розрахунки, на які найпотужнішому суперкомп’ютеру знадобилося б 10 тисяч років. 

 

Читайте також: Планшети у навчальному процесі: «за» та «проти»

 

В IBM розкритикували заяву Google, заявивши, що досягнута швидкість обробки інформації перевищує роботу класичного суперкомп’ютера лише в тисячі разів, а не в півтора мільярди, як було заявлено. Однак, досягнення команди Google в будь-якому випадку є вражаючим, і може покласти початок практичному застосуванню квантових комп’ютерів.

 

Мініатюрний штучний інтелект

 

Тривалий час загальний тренд розвитку штучного інтелекту полягав у тому, аби розробляти все більш складні алгоритми з мільярдами параметрів і відповідно, величезними потребами у обчислювальних ресурсах для забезпечення роботи таких гігантських моделей.

 

Однак, останнім часом вчені почали активно розробляти моделі штучного інтелекту, які можуть працювати і на звичайних мобільних телефонах. Так, Google заявив, що їх Google Assistant тепер може повністю функціонувати на мобільних телефонах користувачів, не надсилаючи запити до віддаленого сервера. Аналогічно, в iOS 13 функції розпізнавання мови Siri та клавіатури QuickType працюють локально на iPhone.

 

Система, в процесі роботи якої пристрою не потрібно постійно звертатися у хмарне середовище для доступу до моделі штучного інтелекту, дозволяє значно покращити та прискорити роботу автокоректорів, голосових асистентів, цифрових камер, а також покращити реакцію безпілотних автомобілів.

 

Диференціальна конфіденційність

 

Цього року у США заплановано проведення перепису населення, в межах якого необхідно зібрати детальну інформацію про 330 мільйонів громадян, зберігши при цьому конфіденційність приватної інформації. Це не так вже просто, особливо коли інформація з перепису поєднується з даними численних реєстрів.

 

Читайте також: Як алгоритми перемагають людей у відеоіграх

 

Отож, для забезпечення конфіденційності у дані спеціально додають неточності, в результаті чого людям змінюють вік, стать, етнічну приналежність тощо, при цьому забезпечуючи, аби загальні середні показники залишалися вірними. Цю техніку варто використовувати з обережністю, адже забагато неточностей можуть зробити дані нікчемними. Так, наприклад, за результатами перепису населення США 2010 року, обробленими використовуючи техніки диференціальної конфіденційності, деякі домогосподарства складалися з 90 людей.

 

Розуміння ролі кліматичних змін

 

Останніми роками ми спостерігаємо багато екстремальних погодних явищ, але до недавніх пір науковці не мали достатньо даних для пов’язування конкретних подій з глобальним потеплінням. Однак, тепер вчені мають в своєму розпорядженні довшу історію спостережень за природними явищами через супутникові дані, а також збільшену обчислювальну потужність для створення більш детальних симуляцій та віртуальних експериментів.

 

Як результат, вчені змогли розрахувати, що тропічний шторм Імельда в Техасі у вересні минулого року був би в декілька разів менш ймовірним і менш інтенсивним, якби у світі не спостерігалося глобального потепління.

 

Розмежування ролі кліматичних змін від інших факторів дозволить нам краще прогнозувати, до яких ризиків необхідно бути готовими, і наскільки сильними можуть бути повені та теплові хвилі при погіршенні ситуації із глобальним потеплінням.

Якщо ви помітили помилку, виділіть необхідний текст і натисніть Ctrl + Enter, щоб повідомити про це редакцію.