Суперкомпьютер, работающий на 1 зеттафлопсе, способен полностью моделировать погоду следующих двух недель на Земле. Количество людей, жалующихся на неточные прогнозы, сводится к нулю, поскольку всё больше и больше метеорологических агентств модернизируют свои системы мониторинга. Модели изменения климата также становятся более точными, чем когда-либо прежде, что еще больше снижает неопределенность в отношении повышения температуры и будущих последствий. Это оказывает ещё большее давление на правительства и предприятия, требуя принятия значимых мер.

Вычисления zettascale также могут значительно сократить время, необходимое для астрофизического моделирования редких явлений, таких как черные дыры, слияния нейтронных звезд и сверхновых. Например, расчеты 3D-модели нестабильности ударной волны от коллапсирующего ядра сверхновой, для выполнения которых на машинах с петафлопсом требовался миллион процессорных часов, на машинах с эксафлопсом 1000 часов, теперь можно выполнить всего за один час.

В микроскопическом масштабе биологические исследования переходят от “моделирования концепции доказательства” к “моделированию производства”. В то время как первые могут представлять короткие траектории в больших системах, содержащих многие миллионы атомов, или миллисекундные траектории в ультра-упрощенных системах, последние позволяют хорошо отбирать образцы больших систем, встроенных в сложные биологические среды. Можно наблюдать не только сворачивание крупных белков, но и весь клеточный протеом и динамику всех путей передачи сигналов. Это раскрывает механизмы старения, клеточного цикла и многих других аспектов биологии более подробно, чем когда-либо прежде.

Наряду с этими традиционными приложениями продолжают появляться интеллектуальные вычислительные приложения, такие как глубокое обучение. Поэтому в конструкциях процессоров в системах зеттаскейл больше учитывается арифметика смешанной точности (числа с различной шириной за одну операцию) для поддержки более разнообразных рабочих нагрузок. Микроархитектуры развиваются, чтобы состоять из все более разнообразных и гетерогенных компонентов, при этом многие формы специализированных ускорителей, включая новые парадигмы, такие как квантовые вычисления, сосуществуют для повышения производительности. Новые соединительные материалы, такие как фотонные кристаллы, позволяют использовать полностью оптические соединительные системы, что приводит к более масштабируемому, высокоскоростному и недорогому соединению. Технологии мемристоров также развиваются, сокращая разрыв между хранилищем данных и вычислениями.

Несмотря на новые системы охлаждения и другие улучшения эффективности, требования к мощности для вычислений зеттаскейл огромны. Некоторые из них имеют пиковое потребление свыше 100 мегаватт (МВт), достаточное для питания небольшого города, и более чем в три раза превышающее показатель японской Фугаку, самой быстрой машины в мире в 2021 году.

Ссылки на источники:

1. Reversible logic for supercomputing, Proceedings of the 2nd conference on Computing frontiers (pp. 391–402)
2.  Frontiers of Extreme Computing 2007 Applications and Algorithms Working Group, Zettaflops.org
3. Surviving the deluge of biosimulation data, ResearchGate
4. Zettascale by 2035? China Thinks So, HPCwire

Серия зондов “Чанъэ”, начавшаяся в 2007 году, позволила Китаю приобрести опыт орбитальных маневров и изучения лунной поверхности. Первые две из этих миссий сформировали Первую фазу его программы исследования Луны. Чанъэ 3 и 4, которые сформировали фазу II, включали мягкую посадку и развертывание марсоходов. За фазой III последовали Chang’e 5-T1 и Chang’e 5, последняя из которых в 2020 году стала первой миссией по возвращению образцов грунта на Землю.

Китай намеревался провести четвертый этап в качестве подготовки к созданию лунной исследовательской станции. Чанъэ-6, запущенный в 2024 году, исследовал топографию, состав и структуру недр посадочной площадки на южном полюсе и вернул образцы из этого региона на Землю. Его преемник, Чанъэ-7, более подробно исследовал полярную среду. Эта миссия включала орбитальный аппарат, посадочный модуль, ровер и мини-летающий зонд. Чанъэ-8 последовал в 2027 году и стал самой продвинутой лунной миссией, когда-либо предпринятой Китаем. В дополнение к посадочному модулю, марсоходу и детектору полета, он произвёл 3D-печать с использованием местных ресурсов. Этот эксперимент продемонстрировал испытание конструкции, необходимой для лунной базы.

К 2030 году Китай завершил свою роботизированную программу исследования Луны и начал переходить к более ориентированным на человека миссиям. Сверхтяжелая ракета-носитель Long March 9 значительно расширила возможности страны в космосе. При грузоподъемности 50 000 кг для транслунной доставке на поверхность теперь можно было доставлять очень крупные грузы.

После более ранней демонстрации Chang’e 8 вокруг площадки произходит больше активности. Последующие машины с более совершенными методами строительства заложили начало временной лунной базы. В это время произошла важная веха в истории Китая, когда его первые астронавты отправились на Луну.

Китай намеревался поддерживать более постоянное присутствие на лунной поверхности и работал над созданием Международной лунной исследовательской станции (ILRS), которая на сегодняшний день является его самым амбициозным предприятием. Оно включает поддержку долгосрочных, более масштабных научных исследований, технических экспериментов, добычи и использования лунных ресурсов, а также постройки модулей среды обитания, производства солнечной энергии и транспортных средств для исследований за пределами базы. В период 2036-2045 годы база начинает принимать людей для длительного пребывания.

Как и для аналогичной базы у НАСА, южный полюс является выгодным местом для ILR из-за постоянно освещенных солнцем пятен с почти непрерывной солнечной энергией, а также постоянно затененных кратеров, которые, как известно, содержат воду и другие летучие вещества; результат оси вращения Луны.

Роскосмос и другие международные партнеры участвуют в ILR, которая продолжает расширяться и развиваться в 2040-х годах. К 2045 году Китай начнёт смещать свое внимание с Луны на Марс.

Ссылки на источники:

1. China is aiming to attract partners for an international lunar research station, Space News
2. Russia, China to sign agreement on international lunar research station, Space News
3. China Emphasizes International Cooperation in Future Lunar and Deep Space Exploration, Chinese Academy of Sciences
4. Manned moon, Mars missions among plans, China Daily

В лабораторном мясе имеется ряд преимуществ. Хотя это и просто кусок культивируемых клеток, но он производится без вреда или жестокости по отношению к животным. Это необыкновенно чистый и здоровый продукт, который сохранил оригинальный вкус, текстуру и внешний вид традиционного мяса. Возможно, наиболее важно то, что требуется гораздо меньше воды и энергии для его производства, значительно уменьшая пагубное воздействие на окружающую среду.

Однако ГМ-культуры из-за политических и психологических барьеров не стали столь популярными. Но новый продовольственный кризис, наряду с одобрением борцов за права животных, дали толчок к его развитию. Конечно, потребуется ещё много лет, чтобы полностью заменить традиционное мясо, но во многих странах оно уже является основным продуктом.

Ссылки на источники:

Этот прорыв помог частично запрограммировать человеческий мозг, что обеспечило исследователей полными моделями нервной системы вплоть до клеточного уровня. Нанороботы, впервые разработанные в 2020х годах, сейчас широко применяются в медицинских учреждениях.

Способность бороться с болезнью Альцгеймера является одним из величайших открытием в истории 2030-х годов. Это происходит в то время, когда деменция растет: со старением населения число случаев заболевания к 2050 году в четыре раза больше, чем было в начале века.

Ссылки на источники:

Следуя по стопам автоматической межпланетной станции НАСА «Новые горизонты», в 2030х ряд зондов отправляются в пояс Койпера – место, которое до сих пор было в значительной степени неисследованным. Исследования с близких дистанций проводятся по ряду очень старых ледяных планетоидов этого отдалённого региона.

С улучшением телескопов и зондов большей дальности, человечество проникает всё дальше в глубины космоса. Астрономы составляют цельные, высоко детализированные, точные карты нашей Солнечной системы.

Ссылки на источники:

В предыдущие десятилетия были предприняты попытки сохранить оставшиеся популяции. Эффективность этих проектов была жёстко ограничена социальным и политическим климатом Мадагаскара. Коррупция в правительстве и бессилие правоохранительных органов означало, что какие-либо ограничения на вырубку лесов и браконьерство не работали или попросту игнорировались. Крайняя бедность жителей также заставляла многих незаконно рубить лес или искать золото, чтобы обеспечить себя. Многие охотились на лемуров для употребления их в пищу.

С этого момента большинство оставшихся особей можно встретить только в зоопарках и частных коллекциях. Лемуры теперь входят в один ряд с лучистой черепахой и многими другими видами, исчезнувшими на Мадагаскаре. К середине 21-го века остров будет переживать одно из самых драматических массовых вымираний животных в истории. Это будет происходить наряду с многими схожими событиями в естественной природе в мире.

Ссылки на источники: