Vremenski kristali za novu internet revoluciju

Iako se prosečnom korisniku čini da tehnologija iz godine u godinu napreduje “svetlosnom brzinom”, novi kvantni računari, optičke mreže velikog kapaciteta i satelitski internet koji obuhvata celu planetu promeniće naše poimanje računara. Ovo nisu samo planovi za budućnost – sve ove tehnologije se koriste već danas.

Kvantni računari ne koriste nule i jedinice – bajtove podataka, kao svi dosadašnji računari, mobilni telefoni i smartfoni. Oni se zasnivaju na potpuno drugačijem principu, koristeći kvantna svojstva i odlike elementarnih čestica.

Odgovor na pitanje kako to funkcioniše u praksi zavisi i od toga kog naučnika pitate, jer se ni vrhunski fizičari danas ne slažu u potpunosti kada je kvantna nauka u pitanju.

Svijet iz filmova, dalek samo nekoliko godina

Internet širom sveta danas koristi nešto više od četiri milijarde ljudi, dok još oko 700 miliona ima povremeni pristup globalnoj mreži. Iako na prvi pogled deluje da je gotovo celo čovečanstvo online, još gotovo tri milijarde ljudi zapravo nema nikakav pristup internetu ili računaru. Većinom se radi o afričkim zemljama, ali ima i onih iz Južne Amerike, a interneta uopšte nema ni u nekim delovima Evrope. Razlozi za to su brojni – ratna područja, nerazvijenost telekomunikacionih mreža, te veliko siromaštvo stanovnika. U mnogim afričkim državama razlozi su još elementarniji – čitava područja nemaju ni  električnu energiju. Procene UN su da tek trećina stanovnika afričkog kontinenta ima pristup internetu, IT uslugama i online bazama znanja.

Još jedan od velikih problema u uvođenju interneta kao “globalnog ljudskog prava” je i nedostatak samih uređaja, i to ne samo računara i smartfona, već i opreme za izgradnju samih komunikacijskih mreža – raznih baznih stanica, servera, routera, optičke infrastrukture, itd. Fabrike IT opreme, bazirane uglavnom u Kini i Aziji, jednostavno nemaju dovoljno resursa kako bi proizvele dovoljan broj čipova, memorija, ekrana i ostalih komponenti. I tu se priča vraća na početak – zemlje koje su bogate retkim metalima i mineralima obično imaju i vrlo malu internet populaciju – Afganistan, Sudan, Somalija, Etiopija.

Tehnologija stigla gotovo do maksimuma

Još jedan od elemenata, koji će verovatno biti ključan u narednim decenijama je i litijum. On je neophodan ne samo za baterije, već i za izradu štampanih kola metodom “štampe komponenata” (SMD, Surface Mounted Devices), kojom se danas izrađuje najveći deo smartfona i laptopova.

IT stručnjak Dušan Savić kaže da je današnja tehnologija stigla gotovo do svog maksimuma.

“Nema više nekog prostora za poboljšanje dizajna niti uređaja, niti samih komponenti u njima. Ako vam se čini da su poslednjih nekoliko godina svi smartfoni, laptopovi, pa i TV uređaji manje-više slični, to je zbog toga što se oni zasnivaju na referentnom dizajnu”, ukazuje Savić.

Velike kompanije kao što su Samsung, Xiaomi, Huawei i druge, dodaje, dizajniraju nekoliko “klasa” svojih uređaja, pa u okviru njih menjaju samo pojedine komponente, poput procesora, memorije ili kamera, a sve ostalo je isto.

“Često se na tržištu mogu naći i bukvalno isti uređaji koji se prodaju pod raznim brendovima. Sve to je kako bi se maksimizirao profit, a smanjili troškovi za razvoj proizvoda. Sa softverske strane većina današnjih računara i smartfona je gotovo ista, razlikuju se samo performanse, i to obično u zahtevnim igricama”, ukazuje Savić.

Prema njegovim rečima, “ni u bliskoj budućnosti neće biti promena – većina velikih kompanija želi da zadrži postojeće korisnike, pa se sada odlučuju za podršku i starijim modelima uređaja, a sve kako bi kupci ostali lojalni njihovom brendu, ali i kako bi što više koristili razne aplikacije, koje su opet često u partnerskoj vezi sa proizvođačima samog hardvera”.

Kvantna superpozicija – komplikovana čak i za naučnike

Kvantni računari (Quantum Computers) ne koriste klasične računarske čipove, procesore niti memorijske čipove, već koriste fenomen u fizici poznat kao “kvantna superpozicija”. Iako prilično komplikovan proces, čak i za naučnike, u najkraćem on funkcioniše ovako: svaka čestica može imati dve vrste energije u isto vreme, odnosno biti i ‘nula’ i ‘jedinica’ (za razliku od običnih računara, gde je svaki deo podatka ili samo nula ili samo jedinica – binarni niz). Tako se ovaj fenomen iz kvantne fizike može efikasno upotrebiti u računarstvu, što skraćuje vreme za brojna računanja i obradu podataka, a svaki zadatak kvantni računar rešava gotovo trenutno (ili nekoliko miliona puta brže od klasičnih računara).

Zbog ovakvog principa rada, kvantne računare će u budućnosti biti nemoguće hakovati – haker ili napadač nikada ne može znati u kojoj “verziji” su trenutno podaci u računaru, te ih ne može ni ukrasti, iskopirati ili modifikovati na bilo koji način.

Kompanija Google, koja je i jedan od lidera u razvoju kvantne tehnologije, saopštila je da je uspela da stvori “vremenske kristale”. Iako je fizika i za njih takođe izuzetno komplikovana, u suštini se radi o vrsti materijala koji može da “oscilira”, slično kristalima u digitalnim časovnicima, ali koristeći izuzetno malo energije – ili je uopšte ne koristeći.

Ovo u praksi znači da će budući kvantni računari, koji će kao procesor imati “vremenski kristal”, moći da obavljaju izračunavanja milionima puta brže nego današnji super-računari, koristeći pritom energiju kao jedno domaćinstvo u predgrađu.

Naučnici su u više eksperimenata potvrdili da su ovi kristali zaista korisni, a oni čak i krše drugi zakon termodinamike, koji kaže da će “bilo koji objekt ostati isti kroz vreme”. Tako se ova nova vrsta materije i konstantno menja, i konstantno ostaje ista – nešto što je do sada bilo nezamislivo i u svetu fizike i u svetu računara. Ipak, ovaj koncept nije nov. Naučnici sa univerziteta Loughborough u Velikoj Britaniji su demonstrirali sličan princip još u svom istraživanju sprovedenom još 2015. godine.

Internet brži od misli

Elon Musk, milijarder, tehnološki izumitelj, još 2019. godine je pokrenuo projekt “Interneta za celu planetu”. Nazvan Starlink (veza sa zvezdama), ovaj projekt će, kada bude završen, imati više od 3.000 satelita, koji će obezbediti bežični internet na praktično svakoj tački na planeti.

Trenutno je u orbiti oko 1.600 aktivnih Starlink satelita, koji već pružaju usluge interneta korisnicima u Beta (probnoj) fazi. Ovi sateliti su tzv. ‘cube-sat’ dizajna, te se njih pedesetak može lansirati u jednom letu raketom Falcon X, koja je takođe u vlasništvu Muskove kompanije Space X. Svi ovi sateliti kruže u LEO orbiti – niskoj orbiti oko Zemlje.

Postoje najave da će u narednim godinama periodu Starlink zatražiti od Američke komisije za telekomunikacije (FCC) dozvolu za lansiranje još 12.000 dodatnih Starlink satelita, kako se broj korisnika u SAD-u i širom sveta bude povećavao.

Sami korisnici od kompanije dobijaju malu satelitsku antenu, te uređaj koji vrši konverziju signala i koji se priključuje na računar. Trenutne brzine prenosa podataka su oko 60 Mbit/s, što je uporedivo sa “zemaljskim” konekcijama, ali u budućnosti će ove brzine biti daleko veće. Jedino što može uticati na degradaciju signala su vremenske prilike u atmosferi, kao i same mogućnosti korisničkog računara, dok u teoriji brzine nisu ograničene, jer sam signal putuje kroz atmosferu kao i kroz optički kabl, dok sami sateliti u orbiti komuniciraju i podatke prenose laserom – gotovo brzinom svetlosti.