Categorie archieven: Informatica

Harlan maakt van grafische processor supercomputer

Geplaatst op door
Beantwoorden

Een grafische processor doet/kan veel meer dan verwerken van beelden. Foto: Flickr/Wimox

Grafische processors zijn kleine chips die voor veel meer zaken gebruikt kunnen worden dan voor beeldverwerking. Zo gebruikt Google ze voor het modelleren van het menselijk brein en gebruikt het internetbedrijf SalesForce ze voor het analyseren van de gegevensstromen op Twitter. Grafische processors zijn goed in parallelle verwerking, het tegelijkertijd afhandelen van duizenden taken.
Het punt is dat je daarvoor aparte programmatuur moet ontwikkelen om daar maximaal gebruik van te kunnen maken. Eric Holk, een promovendus aan de universiteit van Indiana, heeft een programmeertaal ontwikkeld, Harlan, die speciaal ontworpen is voor grafische processors. Holk: “Het programmeren voor zulke processors bevat nog steeds veel basaal werk, die je afhoudt van het eigenlijke doel. Wij wilden een systeem dat dat voor de programmeur doet, terwijl die zich op het echte werk kan richten.”
De centrale processor in een computer werkt snel, maar in het algemeen niet parallel (het kan wel, maar ze zijn er niet voor ontworpen). Als je een grafische parallele processor op de juiste manier ‘aanspreekt’, kan die, per saldo, sneller werken dat die veel snellere seriële processor. Dan gaan we denken aan een supercomputer.
De grafische processor heeft zich ontwikkeld van een component dat puur bedoeld was voor de beeldverwerking tot een parallel systeem met verschillende programmeerbare kernen waar je van alles en nog wat mee kan. Het is heel goed mogelijk dat beide, de centrale en de grafische, processors op den duur zullen versmelten, maar ondertussen kun je veel meer uit de beeldverwerkers halen dan beeldverwerking. Amazon biedt GPU-verwerking aan als internetdienst. “Grafische processoren hebben ook meer geheugen, zodat ze relatief simpele berekeningen kunnen maken voor een groot aantal gegevens”, stelt Holk.
Er bestaan al programmeertalen voor grafische processoren, zoals CUDA en OpenCL, maar Harlan zou meer bieden. Holk wilde ook iets ontwikkelen dat van de grond af aan gericht is op de grafische processor. “Meestal wordt het programmeren van de grafische processor ingebed in een andere programmeeromgeving, waarvan je de ook de nukken moet kennen,” verklaart de onderzoeker. “Met Harlan kun je de juiste beslissingen nemen bedoeld voor de grafische processor.”
Harlan is gebaseerd op Lisp ooit in ’58 ontwikkeld door John McCarty voor kunstmatige intelligentie. Of eigenlijk is het daar weer een ‘dialect’ van waar in Indiana veel mee gewerkt wordt: Scheme. Op Lisp zou elke goede programmeertaal gebaseerd moeten zijn, stelde Yukihiro “Matz” Matsumoto, ontwerper van de taal Ruby.
Er zijn ook andere wegen naar Rome, zoals Mozilla’s programmeertaal Rust, maar Holk is er van overtuigd dat zijn taal de mogelijkheden van grafisch processors ten volle gaat benutten.

Bron: Wired

China heeft snelste computer ter wereld

Geplaatst op door
Beantwoorden

Chinese Tianhe-2 nr.1 onder supercomputersDe door de Chinese nationale defensie-universiteit ontwikkelde supercomputer, de Tianhe-2, is de snelste ter wereld met een rekensnelheid van 33,86 petaflops per seconde (een petaflop is 1 biljard drijvende komma-operaties), zo blijkt uit de recente Top500-lijst die bekend werd gemaakt bij de opening van het internationale supercomputercongres dat in Leipzig wordt gehouden . De computer is in gebruik van het nationale rekencentrum in Guangzho (China). China was eerder al in november 2010 lijstaanvoerder in de top500 met de voorganger van de huidige nummer 1, de Tianhe-1A. De Tianhe-2 heeft 16 000 knooppunten met elk twee Intel Xeon Yvybridge-processors en drie Xeon Phi-processors die tezamen 3 120 000 rekenkernen opleveren.
De oude nummer 1, Titan van Cray bij het Oak Ridge nationale laboratorium in de VS, moest het doen met ‘slechts’ 17,59 petaflops/s. Titan is wel een van de zuinigste supercomputers op de lijst, maar heeft toch nog altijd een vermogen nodig van 8,21 MW om zijn rekenarbeid te verrichten. Sequoia van IBM (Lawrence Livermore laboratorium, eveneens in de VS) is met 17,7 petaflops/s derde. De snelste supercomputer in Europa staat bij het onderzoekcentrum in Jülich (D) op plaats 7.
Volgens medesamensteller van de top500 Jack Dongarra is de Tianhe-2 (tianhe is Chinees voor melkweg) om een aantal zaken opmerkelijk. “De meeste onderdelen zijn in China ontwikkeld. Ze gebruiken alleen Intel-processors voor het rekengedeelte, de verbindingen, het besturingssysteem, andere processors en de programmatuur is voornamelijk Chinees.
Een paar opmerkelijk zaken op de 500-lijst:
– Er zijn nu 26 systemen met een rekensnelheid boven de 1 petaflop/s; dat waren er zes maanden geleden 23.
– China heeft nu 66 top500-computers, waarmee ze achter de VS nummer 2 zijn voor Japan (30), Groot-Brittannië (29), Frankrijk (23) en Duitsland (19). Ook wat betreft de totale rekencapaciteit op de lijst is China nummer 2 voor Japan (en na de VS). De VS staan met 252 supercomputers op eenzame hoogte. Europa staat met in het totaal 112 top500-supercomputers iets achter Azië (119).
– Intel levert iets meer dan viervijfde van de processors op de lijst.
– BlueGene Q van IBM is vier keer vertegenwoordigd in de top 10 en daarmee de populairste onder de grote getallenkrakers.
– De laatste op de lijst was een half geleden nummer 322.

Bron: De Standaard

Itskov voorziet robot met ‘mensenbrein’

Geplaatst op door
Beantwoorden

Internetmiljonair Dimitri ItskovDe Russische internetmiljonair Dmitri Itskov wil robots maken met een, digitale, menselijke geest. Op een symposium in New York presenteerde hij zijn avatarplan dat dat doel zou moeten verwezenlijken.
Aan het symposium, een initiatief van Itskov, werd deelgenomen door een groot aantal wetenschappers en een paar robots. Vooral de presentatie van de Japanse onderzoeker Hiroshi Ishiguro, die een levensechte kopie van zichzelf op het podium het woord liet doen, dwong bewondering af. Hij vroeg zich af of onsterfelijkheid wenselijk is en, als het antwoord ‘ja’ is, wat de beste manier is om dat doel te bereiken.
Itskov (32) vindt verrichtingen van wetenschappers als Ishiguro niet ver genoeg gaan. Hij wil een beweging tot stand brengen die eendrachtig werkt aan een gemeenschappelijk doel, gesteund door overheden en de Verenigde Naties. “We bevinden ons in een tijd waarin technologie de menselijke evolutie kan beïnvloeden. Ik wil dat we de toekomst vormgeven, ter discussie stellen en scenario’s vermijden die de mensheid zouden kunnen schaden.”, zei hij volgens de Volkskrant.
In 2020 moeten mensen in staat zijn robots van afstand, met behulp van gedachten, te besturen. Onlangs heeft een experiment van de universiteit van Minnesota laten zien dat een vliegtuigje met gedachten is te besturen. In 2025 zou het menselijk brein moeten worden getransplanteerd naar een kunstmatige omgeving, een soort robotprothese ter vervanging van een stervend lichaam. In 2035 zou de techniek dan zo ver moeten zijn dat de menselijke geest een op een is om te zetten in een digitaal equivalent. In 2045 zouden kunstmatige breinen onstoffelijke, holografische lichamen moeten kunnen besturen.
Niet iedereen op de conferentie slikte het verhaal van Itskov als zoete koek.
Aartsbisschop Lazar Puhalo van de Orthodoxe Kerk in Amerika, die een wetenschappelijke achtergrond heeft in neurobiologie en natuurkunde, had grote twijfels. “Veel van wat we hier bespreken, is onmogelijk.”
Itskov erkent dat zijn ideeën een deel van het menselijke wezen in de weg staan, maar volgens hem is het dat waard. ‘Bij alles wat we ondernemen, raken we altijd iets kwijt’, zei hij. ‘We moeten altijd een prijs betalen.’

Bron: De Volkskrant

Spinozaprijzen toegekend

Geplaatst op door
Beantwoorden

Toekenning Spinozaprijzen 2013NWO-Spinozalaureaten Bert Weckhuysen, Piek Vossen en Michail Katsnelson met NWO-voorzitter Jos Engelen na de bekendmaking van de NWO-Spinozapremies 2013. (Foto: NWO/Arie Wapenaar)

Vandaag heeft de Nederlandse organisatie voor wetenschappelijk onderzoek NWO aan drie in Nederland werkende onderzoekers de Spinozaprijs toegekend. De gelukkigen zijn: de natuurkundige Michail Katsnelson (Rusland), chemicus Bert Weckhuysen (België) en taalwetenschapper Piek Vossen (Nederland). Dat maakte Jos Engelen, de voorzitter van NWO,  bekend tijdens de jaarlijkse Bessensap-bijeenkomst. De prijzen, elk € 2,5 miljoen, zullen in het najaar worden uitgereikt. De onderzoekers mogen dat geld geheel naar eigen inzicht voor eigen onderzoek gebruiken.
Natuurkundige Michail Katsnelson (1957) van de Radboud Universiteit in Nijmegen, hoogleraar theoretische natuurkunde, is wereldwijd de meest geciteerde en invloedrijkste theoreticus op het gebied van grafeen. Zijn publicaties over dit onderwerp zijn 12.000 keer geciteerd. André Geim, die in 2010 de Nobelprijs voor de natuurkunde ontving voor de ontdekking van grafeen, noemde het werk van Katsnelson onmisbaar. Het onderzoek van Katsnelson ligt ten grondslag aan vrijwel alle ontdekkingen en voorspellingen over grafeen. Hij voorspelde onder andere Klein-tunneling in grafeen en het veranderen van de elektrische eigenschappen van grafeen als het materiaal wordt opgerekt. Grafeen heeft vele opzienbarende eigenschappen, die nog lang niet alle ontdekt zijn.
Piek Vossen (1960) is hoogleraar computationele lexicologie aan de Vrije Universiteit Amsterdam. Hij combineert taalwetenschap en informatica om taalkundige verschijnselen te analyseren met de hulp van computermodellen. Hij maakte voor de Europese Unie ‘wordnets’ in acht talen. Wordnets zijn spinnenwebben van alle woorden van een taal, met elkaar verbonden op basis van betekenis. Door de wordnets onderling te koppelen legde Vossen de basis voor systematisch onderzoek naar de verschillen en overeenkomsten en naar betekenis en cultuur in talen. Wordnets maken het bovendien mogelijk dat taal beter begrepen wordt door machines.
Vossen breidde het project vervolgens uit en richtte samen met andere wetenschappers in 2000 de Global WordNet Association op, waarvan hij nu voorzitter is. Inmiddels zijn er van ruim 100 talen wordnets die onderling verbonden zijn. Vossen voegde een fundamenteel element toe aan de wordnets door ze te koppelen aan ontologieën: logische definities van concepten die computers in staat stellen te ‘redeneren’. Zijn recentste project is de Geschiedenisrecorder. Dat is een computersysteem dat nieuwsberichten verzamelt, die van vandaag aan die van gisteren koppelt en verder terug in de tijd. Zo verbindt het systeem gebeurtenissen en ‘schrijft’ daarmee geschiedenis.
De derde prijswinnaar is de scheikundige Bert Weckhuysen (1968), hoogleraar anorganische chemie en katalyse aan de Universiteit Utrecht. Hij richt zich op het beter begrijpen van de werking van katalysatoren om met die kennis gewapende nieuwe of verbeterde katalysatoren te (kunnen) ontwikkelen. Katalysatoren zijn stoffen die chemische reacties mogelijk maken en/of versnellen. Het overgrote deel van de chemische producten die we gebruiken zijn gemaakt met behulp van katalysatoren.
De onderzoeksgroep van Weckhuysen zorgde voor doorbraken met het driedimensionaal in beeld brengen van actieve katalysatoren en heeft laten zien wat er gebeurt als deze materialen in de loop van de tijd minder goed gaan werken. Mede op basis van deze experimenten was hij in staat duurzamere chemische processen te ontwikkelen. Hij richt zich, onder meer, op het ontwikkelen van katalysatoren die houtachtige biomassa kunnen omzetten in brandstof en materialen, op het verbeteren van katalysatoren om efficiënter aardolie en aardgas te kunnen omzetten en op de ontwikkeling van ‘zonnebrandstoffen’, waarbij zonne-energie gebruikt wordt om brandstoffen te maken.

Bron: NWO

Gedachten sturen vliegtuigje

Geplaatst op door
Beantwoorden


Getooid met een badmuts met 64 EEG-elektroden is Brad Edelman, student aan de universiteit van Minnesota, in staat met zijn gedachten (hersensignalen) een helicoptertje te besturen. Het vliegtuigje gaat naar links als Edelman dat wil, vliegt door ballonringen of blijft hangen. Het door gedachten bestuurde vliegtuigje is het resultaat van een onderzoek van Bin He, die zich toelegt op, onder meer, de communicatie tussen hersenen en computers.
Al eerder was het gelukt een 58-jarige Amerikaanse dwarsleasiepatiënte via een in de hersens geïmplanteerde elektrode zelfstandig, dat wil zeggen via haar gedachte en een robotarm, koffie te laten drinken. Zo’n geïmplanteerde chip is natuurlijk geen echte oplossing. Edelman hoeft alleen maar een ‘badmuts’ op te zetten en via een computer kan hij het vliegtuigje besturen.
Het ging niet perfect. Met de hand bestuurd konden de studenten door 12 ballonringen vliegen, met de hersens bestuurd maar door 3. De hand blijft vaster. Bin He wil zijn vinding gebruiksklaar maken voor verlamde patiënten die dan via hun hersensignalen huishoudrobots of robotarmen zouden kunnen besturen.

Bron: bdw

En weer een record met kwantumcomputers

Geplaatst op door
Beantwoorden

Er wordt een hoop onzin verteld over de kwantumcomputer. Die is niet dé oplossing voor al onze rekenproblemen, maar even zo goed zijn er wel een paar dingen die dat ‘beestje’ beter kan dan de ouderwetse 0-1-machines die we nu gebruiken.
Het kwantumkind ontwikkelt zich met horten en stoten. Er is weer eens een record gebroken door een kwantumcomputer van het Amerikaanse bedrijf D-Wave Systems, dat al jaren stevig aan de kwantumweg timmert. Het zou zijn gebleken dat de kwantumcomputer van het bedrijf in één geval een optimalisering 3600 maal sneller voor elkaar had dan een ‘oude 1-0-stuntel’ van IBM. Catherine C. McGeoch van het Amherst College, die bij de ‘wedstrijd’ betrokken was, stelde echter dat het niet gaat om kwantum of geen kwantum, maar hoe goed het werkt. “Dit is niet het definitieve oordeel over kwantumrekenen”, zei ze tegen de New York Times.
Kwantumcomputer soms (veel) sneller
Optimalisering lijkt een van de terreinen te zijn waarop kwantumcomputers beter zijn dan de digitale. McGoech heeft drie optimaliseringsproblemen aan de twee rivaliserende computers voorgelegd. In twee daarvan was de kwantumcomputer iets sneller, in de derde, dus, aanmerkelijk rapper.
Het Amerikaanse bedrijf D-Wave heeft de afgelopen jaren nogal eens kritiek gehad. Zo zouden hun eerste protocomputers geen echte kwantumcomputer zijn geweest. Het bedrijf liet zich niet graag in zijn kaart (=het binnenste van de computer) kijken. Tegenwoordig zou volgens de New York Times veel minder reden voor skepsis zijn. Het bedrijf schijnt zelfs een werkende kwantumcomputer aan Lockeed Martin te hebben verkocht.
McGeoch test al jaren de prestaties van computers. Ze denkt dat de kwantumcomputers nog beter kunnen worden. Dan zou best kunnen, maar dan toch zeker op een enkel terrein. Hét grote probleem van de kwantumcomputer is zijn gebrekkige stabiliteit. In theorie kan dat ding van alles, maar bouw maar eens een betrouwbaar, stabiel systeem. Dat is de grote uitdaging zegt ook iemand in een reactie op het webartikel van de New York Times.

Bron: New York Times

Kwantumcomputer (weer) een stapje dichterbij

Geplaatst op door
Beantwoorden

Er is volop activiteit op het gebied van kwantumcomputers, maar of die magische (en sterk overschatte) computer daarmee dichterbij komt, is nog maar de vraag. Nu weer kondigen onderzoekers van de Australische universiteit van New South Wales aan dat ze een werkende kwantumbit hebben gefabriceerd van een enkele atoomkern. Zo’n kern draait, linksom of rechtsom. Die zogeheten kernspin heeft dus twee posities (+ en – of 1 en 0). Dat lijkt op de ‘ouderwetse’ computer, met dat verschil dat de kwantumwereld een bijzonder vreemde is. In die wereld kan de spin én + én – zijn, de zogeheten superpositie.
Toch blijk je met die onzekerheid een ‘kwantumhardeschijf’ te kunnen bouwen (want daar gaat het hier eigenlijk om). Om die kwantumbit uit te lezen gebruikten de Australiërs kernspinresonatie; een techniek die al langer in gebruik is bij chemici, maar sinds de introductie in de medische techniek (MRI) ook bij de gewone aardbewoner bekend is. Met die techniek manipuleerden ze de afzonderlijke kwantumbits (fosforkernen) bedoeld om het opslaan van gegevens na te bootsen en het weer uitlezen van die gegevens. “We bereikten een uitleesbetrouwbaarheid van 99,8%”, stelt hoogleraar Andrew Dzurak. Die gerealiseerde nauwkeurigheid is even hoog als bij wat tot nu toe als de ideale kwantumbit wordt beschouwd: de ionval, een atoom in een elektromagnetische ‘val’ in een vacuümkamer, waarvoor in 2012 de Nobelprijs voor de natuurkunde werd uitgereikt.

Prof.Dzurak, student Jarryd Pla en Andrea Morello bij hun apparatuur

“Onze kwantumbit is even nauwkeurig als de ionvalqubit, maar je hebt geen vacuümkamer nodig en alles is te doen met de siliciumtechnologie zoals die nu gebruikelijk is”, zegt Dzuraks collega-onderzoeker Andrea Morello. Volgens de onderzoekers zou de gebruikte techniek volledig ongevoelig zijn voor verstoringen van buitenaf, een nogal hachelijk punt in de kwantumtechnologie.
De kernspinbits zijn vooral geschikt voor de opslag van gegevens, zo denken de onderzoekers. Voor het rekendeel van de kwantumcomputers komen kwantumbits die werken met de draaiing van elektronen (elektronspins) eerder in aanmerking, zo is hun verwachting. Eerder berichten de Australische onderzoekers, die samenwerken met de universiteit van Melbourne, over de ontwikkeling van een elektronspinkwantumbit. De Australische onderzoekers, die de kwantumbits in ‘eigen huis’ vervaardigen, werken aan de verbetering van de nauwkeurigheid door nog zuiverder silicium te gebruiken.
Dat is mooi, maar voorlopig is die kwantumcomputer er nog niet…

Bron: Eurekalert

Het kwantumgeheugen krijgt ‘vorm’

Geplaatst op door
Beantwoorden

Kwantumgeheugen Onderzoekers van het Amerikaanse instituut voor normen en technologie in Boulder en de naburige universiteit van Colorado hebben, naar eigen zeggen, voor het eerst een mechanisch kwantumgeheugenelement gemaakt, waarop gegevens van een kwantumcomputer kunnen worden opgeslagen en, zoals het hoort, ook weer kunnen worden gebruikt, zo meldt physicsworld.com. Het gaat om een mechanische oscillator, die bestaat uit een uiterst dun schijfje aluminium, dat verbonden is met een mikrogolfcircuit. De kwantuminformatie wordt omgezet in een mikrogolfsignaal dat naar het schijfje wordt getransporteerd, dat vervolgens gaat trillen als een trommelvel. De informatie kan weer worden gebruikt door de kwantumcomputer, door de trilling weer om te zetten in mikrogolven.
Het grote probleem met het opslaan van kwantumbits is dat dat nogal snel gestoord wordt door de ‘boze’, makroskopische buitenwereld. De ’trommelvellen’ die Konrad Lehnert en zijn collega’s hebben gebouwd ‘leven’ in een tussenwereld: klein genoeg om zich als kwantumsystemen te gedragen en groot genoeg om ze op een chip te zetten en te verbinden met andere kwantumbits. Elk schijfje weegt 48 pg (1 pg is 10 tot de -12de gram), heeft een doorsnede van 15 µg en is 0,1 µm dik (µ betekent een factor van 10 tot de -6de). Het geheugenelement werkt bij 25 graden boven het absolute nulpunt (- 248°C).
De kwantuminformatie wordt eerst gecodeerd in de vorm van een amplitude en fase van een mikrogolfpuls. Deze puls wordt via een golfgeleider naar een spiraalvormig resonantiecircuit gevoerd. Dat is zo ontworpen dat de gehele puls volledig wordt geabsorbeerd en omgezet in een trilling. Om de trilling uit te lezen (weer te gebruiken) wordt met behulp van een tweede mikrogolfsignaal het proces omgekeerd.
Dat geheugen is niet eeuwig. Verre van dat. Het bleek mogelijk de informatie gedurende 25 mikroseconden te bewaren zonder dat die ‘onleesbaar’ werd. Volgens Lehnert komt dat doordat het mikrogolfcircuit niet perfect is. Hij denkt de prestatie van het kwantumgeheugen te kunnen verbeteren, ook al doordat recentelijk nieuwe circuits zijn gedemonstreerd met een honderd keer kleiner informatieverlies dan dat van zijn circuits.
De mechanische circuits zouden ook kunnen worden gebruikt om kwantuminformatie om te zetten in, bijvoorbeeld, licht. Mikrogolven zijn prima geschikt om kwantuminformatie over te brengen in kleine, ‘steenkoude’ elementjes, maar kunnen dat niet over langere afstanden. Daar zou licht kunnen worden gebruikt.
Bron: physicsworld.com