En İyi 10 Silikon Dışı Bilgi İşlem Şirketi

Silikondan Yeni Bilgi İşlem Formlarına

Bilgisayar endüstrisi, mekanik cihazların o zamana kadar insan beynine ayrılmış olan hesaplamaları yapmaya başlamasıyla doğdu. Ancak gerçek bilgisayarlar vakum tüpleri ve daha sonra transistörlerle yaratılmaya başlandı.

Bir sonraki devrim, sürekli artan hesaplama gücü için sürekli artan transistör yoğunluğuna sahip silikon bilgisayar çipleriydi.

Kaynak: Mobil İlk

Şu anda yarı iletken endüstrisi, 5nm ve hatta 2nm aralığında çipler oluşturmak için giderek daha güçlü sistemler üzerinde denemeler yapıyor. Bu bizi bir soruna daha da yaklaştırıyor; çünkü bir noktada gittikçe daha küçük silikon transistörler kullanmak artık mümkün olmayacak.

Tek bir silikon atomu teorik bir sınırdır, ancak pratik mühendislik problemleri muhtemelen bunun bu eşikten önce gerçekleşmesini sağlayacaktır.

Peki, bilgi işlem gücünün buradan ilerlemesi duracak mı? Muhtemelen değil.

Ancak çözüm tamamen yeni ilkeler kullanarak hesaplama yapmak olacaktır. Aslında silikon transistörlere güvenmeden bilgi işlem gerçekleştirmenin birçok potansiyel yolu vardır. Teknik detaylara girmeden en umut verici fikirlere bakabiliyoruz.

Silikon Dışı Yarı İletkenler

Yarı iletken, iletken olma (elektrik akımını iletir, ikili sistemde "1" verisi oluşturur) veya yalıtkan (elektrik akımını bloke eder, ikili sistemde "0" verisi oluşturur) arasında geçiş yapma yeteneğine sahip bir malzemedir.

Silikon, yarı iletken çipler oluşturmak için tercih edilen malzeme olmuştur, ancak artık pek çok alternatif araştırılmaktadır. Bant aralığı adı verilen özelliği gösteren herhangi bir malzeme iyi bir aday olabilir.

Kaynak: Enerji Eğitimi

Vanadyum Dioksit

Uzun zamandır vanadyum dioksit silikonun yerini alacak iyi bir seçenek olarak görülüyordu. Bunun nedeni, "metal yalıtkan geçişlerinden geçmek" olarak bilinen ve yalnızca birkaç dakika süren bir olaya maruz kalmasıdır. trilyonda bir saniye.

Metal yalıtkan geçişinin hızı, klasik silikon bazlı elektroniklerle karşılaştırıldığında daha hızlı ve daha küçük elektroniklere izin vermelidir.

Son araştırmalar, titanyum dioksitin bir substratı üzerinde biriken vanadyum dioksiti incelemeyi başardı..

Ayrıca titanyum dioksitin de yarı iletken olabileceğini keşfettiler. Bu keşif, nöronlara sahip canlı sistemlerin beyinlerinden ilham alarak, donanım düzeyinde öğrenebilen nöromorfik çiplerin yaratılmasına olanak sağlayabilir.

Yalıtkandan Metale çok hızlı geçişi sayesinde, aktif bir titanyum dioksit substratına sahip vanadyum dioksit, oluşturmak için kullanılabilir. Mott nöron benzeri yükselen osilatörler donanım düzeyinde biyolojik nöronları kopyalayabilmektedir.

Grafen

Bir diğer iyi aday ise son derece yüksek elektrik iletkenliğine sahip 2 boyutlu bir malzeme olan grafendir. Hatta potansiyel bir süperiletken ve özellikleri hala gerçek zamanlı olarak keşfedilen bir “harika malzeme”dir.

Grafeni yarı iletken bir malzemeye dönüştürmeye yönelik ilk başarılı çabalar hakkında daha fazla bilgiyi makalemizden okuyabilirsiniz “Grafen Yarı İletkenleri – Sonunda Buradalar mı?başlıklı bir kılavuz yayınladı

Organik materyaller

Son zamanlarda yapılan bir keşfe göre, organik materyal grafene benzer 2 boyutlu bir yapı oluşturmaya zorlanabilir. Bu, onları grafen kadar ultra iletken hale getirebilir ve "bunu yapmaya zorlanması" gereken grafenin aksine, doğal olarak yarı iletken özellikler gösterebilir.

Bu seçenek hakkında daha fazla bilgiyi “Organik Yarı İletkenler Grafen ve Silisyumun Faydalarını Birleştirebilir mi?başlıklı bir kılavuz yayınladı

Yarı İletkenlerin Güç Kullanımını Optimize Etme

Daha hızlı ve daha küçük transistörlerin kullanılmasıyla ilgili bir sorun, artan güç tüketimidir.

Bir alternatif "redoks geçitleme" adı verilen bir tekniği kullanmak olabilir. Bu daha çok kimyasal reaksiyona (redoks) dayanır ve güç talebini büyük ölçüde azaltabilir.

Bilgi işlem fiyatı, güç maliyetinin çiplerden daha fazla olması nedeniyle artmaya başlarsa, bu da uygulandığını görebileceğimiz bir çözüm olabilir. Bu konuyla ilgili en son haberleri “Redoks Geçitleme Küçük Elektroniklerde Yeni Verimlilik Seviyelerine Yol Açabilir anlayışının sonucu olarak, buzdolabında iki üç günden fazla durmayan küçük şişeler elinizin altında bulunur.

fotonik

Alternatif yarı iletken malzemeler silikonun yerini almaya çalışıyor. Peki ya hesaplama tamamen elektronlar, transistörler ve yarı iletkenler kullanılmadan yapılıyorsa?

Bu, hesaplamayı doğrudan ışıkla gerçekleştirmeyi amaçlayan fotonik fikridir.

Işık evrendeki en hızlı şeydir, dolayısıyla silikon ve yarı iletken tabanlı bilgi işlemden çok daha hızlı olabilir.

Uygulamada, fotonik hala silikon içerebilir ama aynı zamanda olabilir kristallere güven.

Işığın dalga benzeri doğası nedeniyle, fotonik tasarım, yarı iletkenler için kullanılanlardan farklı olan eğrilere ve benzersiz (ve teknolojik olarak henüz olgunlaşmamış) tasarım ilkelerine dayanır.

Kaynak: özet

Kuantum bilgisayar

Hesaplama, elektrik akımının değil parçacıkların kuantum durumunun ölçülmesiyle de gerçekleştirilebilir.

0 ve 1 (akım veya akım yok) üretmek yerine, parçacık verilerinin aynı anda 0 VE 1 veya 1 veya 0 olduğu, kubit adı verilen "kuantum bitleri"ni kullanır.

Hesaplamadaki temel farklılık nedeniyle kuantum hesaplama "normal" hesaplamanın alternatifi değil, tamamlayıcısıdır.

Standart hesaplama doğrusal olarak çalışır ve iklim modelleme, kriptografi veya proteinler gibi karmaşık moleküllerin 3 boyutlu konfigürasyonu gibi çok karmaşık hesaplamalarla uğraşır. Ve bu tam olarak kuantum hesaplamanın üstün olması beklenen hesaplama türüdür.

Yani, belki silikonun yerini almasa da, kuantum bilgisayarlar daha önce silikon çipler için neredeyse imkansız olan görevleri daha iyi yerine getirebilir.

Kuantum hesaplamadaki en son haberler hakkında daha fazlasını yazımızdan okuyabilirsiniz”Kuantum Bilişimin Mevcut Durumu anlayışının sonucu olarak, buzdolabında iki üç günden fazla durmayan küçük şişeler elinizin altında bulunur.

Biyolojik Organoidler

Beyinlerimiz aslında süper bilgisayarlardır, en azından konu örüntü tanıma, dil vb. süreçlere geldiğinde. Ve bu konuda çok verimlidir, yalnızca birkaç düzine watt tüketir.

İsviçreli bir girişim olan FinalSpark, şimdi 0.5 insan nöronundan oluşan 10,000 mm büyüklüğünde bir küre (organoidler) geliştirdi. Ve bunu hesaplama yapmak için kullanır. Hizmete bulut üzerinden bile erişilebilecek.

Bu çok yeni bir alan ve ne kadar ileri gideceği henüz belli değil. Ama kim bilir, belki bir gün sürücüsüz cihazlarımız çipler yerine nöronlarla çalışır.

İlk 10 Silikon Olmayan Stok

1. International Business Machines Corporation

International Business Machines Corporation (IBM), ilk ana bilgisayar bilgisayarının ticarileştirilmesinin arkasındaki lider güçtü. Ancak üretim hacminde Apple, TSMC, NVIDIA gibi diğer teknoloji devlerinin gerisinde kaldı.

Ancak kuantum bilgisayarların geliştirilmesinde ön sıralarda yer almaktadır. Örneğin 127 kübitlik “Eagle” kuantum bilgisayarını geliştirdi ve bunu “Osprey” olarak bilinen 433 kübitlik bir sistem izledi.

Ve bu şimdi onu 1,121 süper iletken kübit kuantum işlemcisi olan “Condor” takip ediyor Alanın en uç noktasında yer alan bir kuantum işlemcisi olan “Heron” ile birlikte çapraz rezonans geçit teknolojisine dayanmaktadır.

IBM, bilgi işlem ve yarı iletken endüstrisindeki diğer en ileri yeniliklerin çoğunda yer almaktadır. Bunlar şunları içerir: organik materyallerin iletilmesi, nöromorfik hesaplama, fotonik, vb.

IBM, bir dereceye kadar, yeni bilgi işlem yöntemleri geliştirme ve bunları sektöre lisanslama konusunda uzmanlığa sahip bir "patent şirketi" haline geldi.

Şimdiye kadar, silikonsuz bilgi işlem yöntemlerinde alabileceği tüm önemli patentleri elinde tutmaya kararlı görünüyor ve yarı iletken endüstrisinin bugünkü deve dönüşmesine büyük katkıda bulunarak geçmişteki başarısını tekrarlıyor.

2. Microsoft Corporation

Halihazırda "normal" bulut hizmetlerinde lider olan Microsoft, kuantum bilişim bulut hizmetlerini sunma konusunda da öncüdür. Azure Kuantum.

Gelecekte kuantum bilişimin çoğunun, bir kuantum bilgisayarına doğrudan erişim yerine Microsoft'unki gibi bulut hizmetlerine dayanarak "uzaktan" yapılması tamamen mümkündür.

Kuantum hesaplama uygulamalarının çoğunun biyokimyacılar, malzeme bilimi uzmanları, iklim bilimcileri ve kuantum hesaplama konusunda belirli bir geçmişi olmayan diğer uzmanlar tarafından araştırılacağı için bu özellikle olasıdır.

Bu nedenle, bilişim kısmını ele almak için IBM, Microsoft veya Google gibi firmalarda çalışan özel profesyonellere güvenmek, bu alanda eğitim almamış kişileri işe almak veya eğitmekten daha mantıklıdır.

Microsoft hizmet teklifleri Kuantum bilişimi geleneksel bulut tabanlı süper bilgisayar hizmetiyle birleştiren “hibrit bilişim”.

Kaynak: Microsoft

Microsoft'un kuantum hesaplamaya yönelik yaklaşımı, dikey entegrasyon yerine, kuantum hesaplamaya ulaşmak için mümkün olan hemen hemen tüm teknolojileri kapsayan, alandaki liderlerle ortaklıklar kurmak olmuştur. iyonQ (IONQ), paskal, kuantum, QCI (QUBT) ve Rigetti (RGTI).

Kaynak: Microsoft

Microsoft ayrıca 2023 yılı sonunda bir işbirliği kuruldu ile fotonikkuantum hesaplama ve fotonikleri birleştirme üzerinde çalışan bir şirket.

Microsoft ayrıca finans sektörü için analog fotonik çipler üzerinde çalışıyorum.

Kuantum hesaplama, en azından şimdilik Microsoft'un işinin merkezinde yer almıyor. Yine de sektörün merkezi bir aktörüdür ve QCI veya Rigetti gibi halka açık kuantum bilişim ortaklarının hisselerini doğrudan satın alarak "daha güvenli" bir hisse senedi seçimi yapabilir.

3. Alphabet Inc.

Google, çoğunlukla Google Quantum AI laboratuvarı ve Santa Barbara'daki Quantum AI kampüsü aracılığıyla kuantum hesaplama konusunda oldukça aktiftir.

Google'ın kuantum bilgisayarı, 2019 yılında Google'ın, geleneksel bir süper bilgisayarın 200 yılda yapabileceği bir hesaplamayı 10,000 saniyede gerçekleştirerek Sycamore makinesiyle "kuantum üstünlüğünü" elde ettiğini iddia etmesiyle tarih yazdı.

Ancak Google'ın belki de en büyük katkısı, donanımdan (arama, GSuit, Android vb.) çok daha iyi bir geçmişe sahip olduğu bir faaliyet olan yazılım alanında olacaktır. Google'ın Quantum AI'sı, bilim adamlarının kuantum algoritmaları geliştirmesine yardımcı olmak için tasarlanmış bir yazılım paketini zaten kullanıma sunuyor.

Google aynı zamanda bir Lightmatter gibi fotonik şirketlerinin aktif destekçisi.

Google'ın, kuantum hesaplama yazılımı ve programlamasının standartlarını belirleyen ve alanın gelecekte gelişeceği yeri yönlendirmek için ayrıcalıklı bir yer sağlayan şirketlerden biri olması muhtemeldir. Güçlü ağı ve VC etkinliği, silikon bazlı olmayan diğer bilgi işlem türlerinde de muhtemelen yer açacaktır.

4. Intel

Intel büyük bir çip üreticisi ve bu gücü kuantum hesaplama alanında kullanmayı hedefliyor gibi görünüyor.

Yakın zamanda piyasaya sürüldü “Tunnel Falls”, “en gelişmiş silikon spin kübit çipi”. Bu konuda dikkat çekici olan şey, bunun bir prototip değil, plaka boyunca %95'lik bir verim oranına ve voltaj tekdüzeliğine sahip, uygun ölçekte oluşturulmuş bir çip olmasıdır. Bu, yeni ortaya çıkan ve hızla değişen bir endüstride şimdilik bulunması zor bir şey olan kuantum hesaplama çiplerinin seri üretiminin yolunu açıyor.

Kaynak: Intel

Köklerine sadık kalan Intel, çiplerini kullanacak yazılımı da geliştiriyor. Intel Kuantum SDK'sı. Bu, programcılara, Intel'in geleneksel çip işi için tarihsel olarak çok güçlü ve kârlı bir iş alanı olan Intel kuantum çip tasarımıyla uyumlu kuantum hesaplama için yazılım geliştirme konusunda kılavuz sağlar.

Kaynak: Intel

Ölçeklenebilir kuantum çip üretiminin gelişi, sektör için diğer teknik bilimsel atılımlar kadar devrim niteliğinde olabilir, maliyetleri düşürebilir ve ortak programlama standartlarını ve çip mimarilerini belirleyebilir.

Intel, 2023'ün sonunda karar verdi fotonik işini elden çıkarmak için Jabil (JBL).

Genel olarak Intel, kuantum hesaplamada ilerleme kaydediyor ve fotonik ve diğer alternatiflerin ötesinde bu konuya odaklanmak için net bir stratejiye sahip gibi görünüyor.

5. Nvidia

Grafik kartlarının ve son zamanlarda kripto para madenciliği donanımlarının ve yapay zeka çiplerinin lider üreticisi, artık gerçek anlamda bir bilgisayar parçası üreticisinden küresel teknoloji devlerinden birine dönüştü.

Nvidia aynı zamanda kuantum hesaplama alanında da aktiftir. NVIDIA DGX Kuantum Yeni açık kaynaklı CUDA kuantum yazılım platformunu kullanarak normal çipleri ve kuantum hesaplamayı birleştiriyor.

Kaynak: Nvidia

Yapay zekadaki liderliğini güçlendirmek isteyen Nvidia, aynı zamanda Veri merkezlerinde yapay zeka için optimize edilmiş ağ iletişimi için QuantumX-800.

Fotonik söz konusu olduğunda, Nvidia, TSMC ve Broadcom ile ortaklık kurdu. Klasik silikon çipleri ve fotoniği birleştiren ortak paketlenmiş optikler (CPO) aracılığıyla tek bir modül oluşturmaya çalışacak.

Genel olarak Nvidia'nın başarısı mevcut yapay zeka patlamasıyla sıkı sıkıya bağlantılı ve kuantum hesaplama ve fotonik ikinci sırada yer alıyor. Ancak bu sektörlerin büyümesinden de faydalanacak ve yarışta kalmaya devam edecek gibi görünüyor.

6. Kuantinyum / Honeywell

Quantinuum, Honeywell Quantum Solutions ile Cambridge Quantum'un (ve daha önce de belirtildiği gibi Microsoft kuantum bulut bilişimin ortağı) birleşmesinin sonucudur.

Quantinuum şimdilik, Eylül 2023'te piyasaya sürülen Quantum Monte Carlo Entegrasyonu (QMCI) motoru aracılığıyla diğer kuantum bilişim sistemleri tarafından, özellikle finansal ve tedarik zinciri ile ilgili analizler tarafından daha az keşfedilen segmentlere odaklanacak gibi görünüyor.

QMCI, finansal türevlerin fiyatlandırılması veya yüksek enerjili parçacık fiziği deneylerinin sonuçlarının simüle edilmesi gibi analitik çözümü olmayan sorunlara uygulanır ve iş, enerji, tedarik zinciri lojistiği ve diğer sektörlerde hesaplamalı ilerlemeler vaat eder.

Microsoft gibi kuantum bilişim de Honeywell'in havacılık, otomasyon ve özel kimyasallar ve malzemeler alanındaki ürünlere odaklanan işinin merkezi bir parçası değil.

Ancak bu iş segmentlerinin her birinin kuantum bilişimden yararlanabileceği göz önüne alındığında, Honeywell'in dahil olmasının ticari durumunu görmek zor değil.

Dolayısıyla bu, Honeywell'i hem kuantum hesaplama hizmetleri sağlayıcısı hem de kuantum bilgisayarların gerçek hayattaki iş durumlarına uygulanmasından yararlanabilecek şirketlerden biri haline getiriyor; bu, Quantinuum'un gruba entegrasyonunun, endüstriyel şirketlerden daha hızlı bir şekilde ilerlemesine yardımcı olması gereken bir şey. rakipler.

7. Synopsus

Herhangi bir fotonik sistemin, en azından başlangıçta, silikon sistemlerle mümkün olduğu kadar kusursuz bir şekilde entegre edilmesi gerekecektir. Özet bu konuda yardımcı olabilir.

Şirket, silikon tasarımı ve doğrulaması konusunda uzmandır; bu, yazılımının yeni çipler tasarlamak için kullanıldığı anlamına gelir. ultra gelişmiş 5nm çipler ve altı.

Şirket aynı zamanda fotonik için de “” olarak tanımlanan yazılımlar sunuyor.Fotonik cihazlar, sistemler ve entegre devreler için sektörün tek kusursuz tasarım akışı”. Bu, dizayn ve simülasyon yeni fotonik cihazlar.

Kaynak: özet

Şirket ayrıca Juniper Network ile bir ortak girişim geliştirdi. Açık Işık, indiyum fosfit kullanan bir fotonik şirketi.

8. Ardıç Ağı

Juniper, 1 numaralı bulut tabanlı kablosuz çözümü ve yapay zeka destekli tek WiFi ağını sunduğunu iddia ediyor. Bu, onu Cisco gibi daha eski ve daha köklü devlerle doğrudan rekabete sokuyor. Juniper'in teknolojisi Juniper Mist'in daha ölçeklenebilir olduğu iddia ediliyor. esnektir ve anormallik tespitinde daha iyidir Cisco'nun eşdeğer tekliflerinden daha fazla.

Şirketin çözümleri, kullanıcıdan veri merkezine kadar tüm ağ seviyelerinde kullanılan yapay zeka motoru “Marvis” ile büyük ölçüde yapay zekaya dayanıyor.

Kaynak: Ardıç

Güvenlikle ilgili olarak Juniper ayrıca güvenlik duvarları, tehdit savunması ve açıklardan yararlanmaya karşı savunma konusunda da olağanüstü sonuçlar göstererek Fortinet, Palo Alto, Zscaler vb. gibi çoğu tedarikçiden daha iyi performans gösteriyor.

Ardıç da sunuyor Fotonik Entegre Devreler (PIC'ler)Şu anda çoğunlukla veri iletimi ve sensörler için kullanılıyor. Gelecekteki fotonik tabanlı bilgisayarların ayrılmaz bir parçası olmaları bekleniyor.

Kaynak: özet

9. Rigetti Bilgisayar, Inc.

Riggeti bir kuantum bilgisayar şirketidir, "Çığır açan çok çipli işlemcimiz için kritik IP'ye ve baskın kuantum hesaplama mimarisi haline gelen hibrit kuantum-klasik yaklaşımına sahip olmak.. "

Şirket, çip tasarımı ve üretiminden bilgi işlem gücünün bulut dağıtımına kadar kuantum hesaplama için gereken tüm adımları entegre ediyor.

Kaynak: Rigetti

Şirket, (Intel gibi devlerin yaptığı gibi) mümkün olduğu kadar çok kübit eklemeye değil, mevcut ürünlerini mükemmelleştirmeye ve çok yüksek düzeyde doğruluk ve hıza ulaşarak onu daha güvenilir bir ticari ürün haline getirmeye odaklanıyor.

En son versiyonu olan 84 kübitlik Ankaa-3'ün 2024 yılının ikinci yarısında tanıtılması bekleniyor. Şirket, Ankaa konseptini temel alarak uzun vadede 336+ kübitlik bir sistem hedefliyor.

Kaynak: Rigetti

Rigetti, Aralık 2023'te satışlara başladı. 9 kübitlik sistem Novera, "sadece" 900,000 dolara satılan ve 4-6 haftada teslim edilen bir "mini kuantum bilgisayar".

İlk müşteriler arasında Fermilab'ın SQMS Merkezi, Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı ve Horizon Quantum Computing yer alıyordu.

Şirket, 2024 baharında bunu yapacağını duyurdu. Russel 3000 Endeksi'ne katılın.

10. IPG Fotonikleri

IPG, fiber, diyot, UV ve derin UV lazerler de dahil olmak üzere neredeyse tüm lazer türlerini üreten bir lazer üreticisidir. 6,200 çalışanı ile yılda 42,000'den fazla lazer cihazı sevk etmektedir.

Uzmanlık alanı, yüksek düzeyde hassasiyete ve femtosaniye (saniyenin katrilyonda biri) kadar kısa lazer darbeleri yapma yeteneğine sahip fiber lazerlerdir.

IPG lazerleri şu anda aşağıdaki amaçlarla kullanılmaktadır:

• Gelişmiş bilimsel uygulamalar (spektroskopi, mikroskopi, interferometri, optik yakalama vb.)
• Elektrikli araçların akü ve elektrik motorlarının üretimi.
• Malzeme işlemeözellikle metal kesme, oyma, temizleme ve lazer 3D baskı.
• Lazer mikroişlemeUltra küçük yapılar oluşturmak için lazerlerin kullanıldığı yer.

Tamamen fotonik tabanlı bilgisayarlar oluşturmak için fotonik çiplerdeki ilerlemeler gerekli olsa da, bunun pek çok spesifik ve zaten yaygın olan bileşeni entegre edeceğini zaten biliyoruz: lazerler.

Fotonik hesaplamaya yönelik ışığın, lazer tarafından yayılan çok kararlı ışığa dayanması gerekir. Dolayısıyla, IPG gibi lazer endüstrisindeki liderler, yarı iletken endüstrisinin aşamalı olarak fotoniğe geçmesiyle artan lazer talebindeki patlamadan faydalanacaktır.

Ve bu yeni oluşan segmentte ultra kısa lazer darbeleri, ultra hızlı bilgi işlem gücüne dönüştürülebilir.