10 самых уникальных технологий следующего десятилетия, которые разрабатываются уже сейчас

Многие технологии, которые в будущем позволят человечеству жить совсем по другому, разрабатываются именно сегодня. Они остаются в тени модных гаджетов и громких событий, из-за чего часто остаются незамеченными многими людьми.

Журнал Technology Review представил список из десяти таких технологий.

Liga.Tech делает сокращенный пересказ главных тезисов. 

1. Невзламываемый интернет

В конце этого года ученые из Нидерландов должны закончить работу над участком квантового интернета, связав новой технологией города Делфт и Гаага. После успешного тестирования сеть расширят на четыре города.

Основанный на квантовой физике интернет обеспечит значительно большую защищенность коммуникаций. Предполагается, что на текущем уровне технологий его нельзя будет взломать. Сегодня взлом коммуникаций в интернете является одной из крупнейших проблем.

Работы над квантовым интернетом ведутся много лет, например, в Китае создали канал квантовой коммуникации между Пекином и Шанхаем, которые разделяет 2000 километров. Однако такие проекты опираются на классические электронные компоненты, из-за чего квантовая связь периодически разрывается. Это увеличивает риск взлома.

Созданная нидерландскими учеными сеть станет первой, в которой информация полностью передается с использованием квантовых технологий. Для этого используется физическое явление как квантовая запутанность. При попытке несанкционированного доступа к передаваемой информации запутанность нарушается, а данные искажаются.

2. Гиперперсональная медицина

Существуют смертельные болезни, которые настолько редки, что их не изучают. Однако такие пациенты могут получить надежду на выздоровление в будущем благодаря развитию генетической медицины. Они смогут получить персональное лекарство, исправляющее их ДНК.

Одной из первых гиперперсональную медицину испытала восьмилетняя девочка Мила Маковеч, которая страдает неизлечимой смертельной болезнью нервной системы. Ее заболевание очень редкое - 2-4 случая на 100 000 родов.

В октябре 2019 года врачи определили место в генах, которое вызывает болезнь, и создали лекарство. Его назвали "миласен" – в честь Милы. Оно не излечило девочку полностью, однако стабилизировало ее состояние, позволив ей стоять и ходить с поддержкой.

3. Цифровые деньги

Финансовая приватность в ближайшие годы может улучшиться,  и  этом ей помогут цифровые деньги. Сегодня в мире люди отказываются от бумажных денег, из-за чего становится сложнее покупать и продавать без участия финансового посредника. С цифровыми деньгами становятся возможными прямые переводы сумм с одного счета на другой.

Запустить цифровые деньги планирует социальная сеть Facebook, которая объявила о работе над валютой Libra. Также Китай может стать одной из первых больших экономик, которая запустит свою цифровую валюту. Народный банк Китая (центральный банк страны) изучает возможность запуска своей цифровой валюты и рассматривает ее как замену бумажным деньгам.

4. Средство против старения

Многие болезни приходят к нам со старостью – болезни сердца, деменция, возрастные изменения глаз и легких, остеоартриты, болезнь Паркинсона и другие. Поэтому вполне логичной выглядит идея их лечения путем борьбы со старением, замедляя его или обращая вспять.

Первая волна таких препаратов уже проходит тестирование на людях. Они называются сенолитики и убирают определенные клетки, накапливающиеся с возрастом. Эти клетки могут создавать воспаление, препятствующее нормальной работе механизмов клеточного восстановления. Они также создают токсическое окружение для своих соседей.

5. Поиск лекарств искусственным интеллектом

Существует огромное количество веществ, которые могут оказаться лекарствами. По приблизительным оценкам это 10 в степени 60 (столько нулей после десяти) молекул, что превышает количество атомов в Солнечной системе. Необходимо лишь найти среди них полезные вещества.

Анализировать вручную такое огромное количество молекул невозможно, поэтому на помощь придет искусственный интеллект. Обладая благодаря технологии машинного обучения информацией о свойствах молекул, он сможет быстро анализировать новые комбинации и их потенциальное применение в роли лекарств.

Группе ученых Университета Торонто таким способом уже удалось найти среди 30 000 новых молекул шесть потенциальных лекарственных веществ. Их синтезировали для проверки свойств, во время которой одно вещество оказалась особо перспективным.

6. Спутниковые созвездия

Технологии сегодня уже позволяют запускать на орбиту вокруг Земли дешевые массовые спутники. Они весят около 200 кг, а цена запуска составляет около $2500 за килограмм. В эру космических шаттлов запуск одного спутника весом несколько тонн обходился в $200 млн или почти $50000 за килограмм.

Эти дешевые спутники можно использовать с разными целями и одной из наиболее перспективных является обеспечение глобального доступа в интернет. Компания SpaceX планирует в это десятилетие создать на орбите созвездие из интернет-спутников, число которых в 4,5 раза превысит все количество запущенных человечеством спутников.

Первые 120 аппаратов уже находятся на орбите, а начиная с января 2020 года компания добавляет к ним еще по 60 штук каждые две недели. Подобные проекты развивают также другие компании.

7. Квантовое превосходство

Традиционные компьютеры на кремниевых чипах достигли своего предела и индустрия ожидает нового прорыва, которым должен стать квантовый компьютер. Он совершенно иначе обрабатывает данные, храня их в кубитах ( единица измерения памяти - Ред.), благодаря чему способен решать сложные задачи, на которые классические кремниевые компьютеры потребовали бы столетия.

Ожидается, что квантовые компьютеры позволят взламывать современную криптографию, а также симулировать точное поведение молекул, что позволит открыть новые лекарства и материалы.

Компании сегодня стремятся достичь лидерства в области квантовых компьютеров (квантового превосходства). Их разрабатывают Google, IBM, Microsoft, Rigetti, D-Wave, IonQ, Zapata Computing, Quantum Circuits.

Google показал свой компьютер на 53 кубита, на котором за три минуты получили ответ на задачу, которую бы лучший сегодняшний суперкомпьютер решал 10 000 лет – в 1,5 млрд раз дольше. В IBM заявили, что разрыв не такой громадный - классический суперкомпьютер считал бы не в миллиарды, а в тысячи раз дольше.

Пока что квантовые компьютеры решают демонстрационные задачи и инженерам предстоит научиться использовать их для решения практических проблем. Для этого необходимо создать квантовый компьютер, у которого от 100 до 1000 кубитов.

8. Крошечный искусственный интеллект

Искусственный интеллект оказался в замкнутом круге. Чтобы стать еще полезней, он требует больших вычислительных ресурсов и массивов данных. Но это увеличивает выбросы парниковых газов, а также ограничивает скорость работы приложений с его использованием.

Сегодня искусственный интеллект "живет" в громадных дата-центрах, а гаджеты подключаются к нему через интернет. Такие компании как Google, IBM, Apple, Amazon создают крошечный искусственный интеллект, способный работать локально в гаджетах без подключения к интернету.

Появление специальных чипов искусственного интеллекта позволит получить необходимую вычислительную мощность. Уже сегодня некоторые функции искусственного интеллекта Google Assistant, Apple Siri могут работать локально.

9. Дифференциальная приватность

Анонимные таблицы статистических данных, широко используемые сегодня учеными, компаниями и организациями, в умелых руках могут раскрыть личность человека. Преодолеть проблему должна помочь техника дифференциальной приватности.

Ее крупнейшим использованием могут стать выборы президента США в 2020 году. Техника представляет собой "инъекцию" неправильных данных в статистические таблицы. Например, кто-то может стать пенсионером, кто-то сменит пол на противоположный. При этом сумма всех представленных в таблице данных остается неизменной.

Сегодня дифференциальную приватность применяют Apple и Facebook, собирающие данные о пользователях так, чтобы нельзя было идентифицировать отдельных людей.

Чем больше таких неправильных данных в таблицах, тем труднее раскрыть личности упомянутых в них людей. Однако случаются курьезы, например, в переписи жителей США 2010 года из-за применения подобного метода в некоторых квартирах оказалось по 90 жителей.

10. Понимание, как изменения климата влияют на погоду

Изменения климата вызывают существенное изменение погоды, порождая более мощные тайфуны, наводнения, тепловые волны и другие катаклизмы. Ученые начали понимать, как именно они связаны и что нужно делать для подготовки. Ранее ученые неохотно связывали погодные катаклизмы с изменениями климата.

Понять связь изменения климата и погоды помогла компьютерная симуляция. Ее провела группа World Weather Attribution, участники которой сравнили симуляцию мира без и с изменением климата. В последнем возникновение разрушительных штормов оказалось в 2,6 раз вероятнее и они были на 28% более мощными.