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Qubits e DNA: il futuro dello storage

Con i computer quantistici super-veloci e dati memorizzati sul DNA: stiamo per entrare nella rivoluzione dello storage?

di Nick Powling, Direttore generale, Componenti, Hammer.

All'inizio di quest'anno, gli scienziati hanno rivelato di aver sviluppato il primo computer quantistico al mondo. E potrebbe essere il primo di molti. Infatti, Google prevede che i primi computer quantistici verranno introdotti sul mercato fra 5 anni. IBM sta già lavorando allo sviluppo di un computer quantistico universale ad uso commerciale per le aziende e la scienza.

Facciamo notare che, considerata la loro velocità di elaborazione, queste macchine quantistiche relegheranno gli attuali super-computer alla stregua dei primi computer mainframe.

Ciò è rilevante a più livelli: infatti, velocità e disponibilità sono essenziali per due recenti innovazioni: l'Internet delle cose (IoT) e l'intelligenza artificiale (AI).

La tecnologia IoT consiste in due macchine che "parlano" fra di loro usando Internet. Ne sono un esempio i dispositivi mobili e indossabili che tutti noi usiamo e conosciamo ma anche, e sempre più, molti elettrodomestici. Secondo Business Insider, da qui al 2020 ci saranno 193 milioni di questi dispositivi, fra lavatrici, asciugatrici e frigoriferi ma anche sensori, monitor, fotocamere, sistemi di allarme e termostati.

Queste macchine interconnesse sapranno prendere decisioni e operare senza l'intervento dell'uomo. Ad esempio, per regolare il consumo energetico di una nazione, le lavatrici e le lavastoviglie sapranno attivarsi quando la domanda energetica è bassa e i frigoriferi sapranno spegnersi per un paio di ore quando la domanda è molto alta. Le macchine prenderanno queste decisioni in base ai dati in tempo reale inviati dai monitor abilitati a IoT della rete elettrica nazionale.

E questo è un esempio entry-level di IoT. Con l'evoluzione del concetto, le azioni della macchina raggiungeranno un livello di consapevolezza normalmente associato al giudizio umano, come la percezione visiva e il riconoscimento del linguaggio. Questa è l'intelligenza artificiale.

Non vi sto raccontando una notizia dell'ultima ora... ma qual è il legame con il calcolo quantistico? Il legame sono i dati. Al cuore delle tecnologie IoT e AI ci sono la generazione e l'analisi dei dati. I volumi odierni di dati, che consideriamo enormi, sembreranno una bazzecola quando le tecnologie IoT e AI saranno di uso comune. I Big Data si stanno trasformando in Mega Data.

Essere in grado di manipolare ed elaborare questi dati è primordiale. Proprio qui entra in gioco il fattore aggiunto del calcolo quantistico.

Per tradizione, le informazioni in codice dei computer sono in bit e possono 1 oppure 0. Il calcolo quantistico è molto più flessibile. I dati possono essere codificati come 1 o 0, entrambi o come qualcosa in mezzo. Nel settore vengono chiamati "qubits". Ciò significa che i calcoli verranno eseguiti molto più rapidamente e simultaneamente, anziché sequenzialmente. Per soddisfare questa sfida, Microsoft sta pianificando il primo linguaggio di programmazione quantistico.

L'abilità di gestire volumi di dati crescenti è imperativa, considerata l'importanza che ha per noi. Secondo l'The Economist, questa dipendenza che abbiamo creato rende i dati il bene più prezioso della nostra era. Abbiamo prodotto più dati negli ultimi due anni che in tutta la storia. Inside Big Data calcola che l'universo digitale raddoppierà al ritmo di 2 anni, moltiplicandosi di 50 volte dal 2010 al 2020. I dati delle macchine aumenteranno ancora più rapidamente, con un tasso di crescita del 50x.

I dati sono moltissimi, ma dove verranno conservati? È vero che oggi i fornitori di unità stanno creando dispositivi con capacità sempre superiore, siano essi HDD o SSD. HGST offre un HDD da 14TB; WD propone un HDD da 12TB e Toshiba sta sviluppando un'unità da 14TB. Seagate ha messo in commercio un'unità SSD da 60TB. Gli stack sono sempre più grandi, con l'effetto moltiplicatore di consentire ai data center di memorizzare volumi sempre superiori.

Chiaramente, esiste una domanda per capacità di storage molto superiori, come esiste la ricerca nei nuovi metodi di storage, quali HDMR (Heated Dot Magnetic Recording) e MAMR (Microwave-Assisted Magnetic Recording), come questo articolo approfondito di Hammer esplora.

Un progetto pioniere sta studiando il DNA come sistema di storage dei dati. Il DNA (cioè l'acido desossiribonucleico) è un materiale auto-replicante presente in quasi tutti gli organismi viventi. Il vettore delle informazioni genetiche è stato scoperto negli anni '50.

Gli scienziati conservano i dati digitali nel DNA dal 2012 e, come indica questa relazione, Microsoft spera di portare la tecnologia basata su DNA all'uso commerciale. Il colosso informatico ha spiegato a MIT Technology Review che prevede di sviluppare un sistema di storage basato su DNA all'interno di un data center entro la fine del decennio.

Al contrario dei materiali convenzionali usati nei dischi rigidi, che memorizzano i dati su una superficie 2D, il DNA è una molecola 3D. La sua dimensione verticale extra permette di conservare molti più dati per area di unità: 215 milioni di gigabyte (ovvero 215 petabyte) in un singolo grammo di DNA. Inoltre, il DNA non si degrada, non diventa obsoleto e dura centinaia di migliaia di anni, come spiega Science Magazine.

 

In conclusione, potremmo dire che le tecnologie IoT e AI creano la domanda di storage dei dati e il DNA creerà la capacità. Grazie al calcolo quantistico, i dati potranno essere adeguatamente scrutinati e analizzati. I computer quantistici alimenteranno tutti i nostri sistemi AI, agendo come cervelli di macchine super-umane, secondo Forbes.

 

Che si tratti di storage dei dati, server o reti, Hammer conta sulla sua esperienza di oltre 25 anni e il supporto di 40 fornitori di classe mondiale per fornire competenza e visione, necessarie per aiutare i suoi partner di canale a soddisfare le mutevoli esigenze IT dei loro clienti.

Source: Hammer
Published Date: 04/12/2017

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