Home > ICT-onderzoek NL > NOAG-ict > Themas > De computer van de toekomst

De computer van de toekomst

Themabeschrijving
Het inwendige van een computer bestaat uit onderdelen die voorspelbaar gedrag vertonen en stap voor stap een reeks taken uitvoeren. Hierin zou wel eens verandering kunnen komen, want elektronische componenten met dimensies van enkele nanometers zullen minder voorspelbaar gedrag vertonen dan we gewend zijn. Ook bio- en neurocomputing vragen om een nieuwe benadering van fouttolerantie in het systeem. Het gedrag van deze anders-opererende computers kan worden gekanaliseerd in het circuitontwerp, gebruik makende van een functionele beschrijving van de toekomstige computer. Maar de nieuwe technologie wordt pas maximaal benut wanneer de systeemarchitectuur wordt aangepast op de mogelijkheden en beperkingen van de nieuwe computer.

De computerarchitect van de toekomst zal afstand moeten doen van traditionele opvattingen over programma?s, gegevensopslag en -verwerking. Er zijn doorbraken nodig op elk niveau, van het laagste (individuele processor- en opslagconcepten) tot het hoogste (collectieve systeemconcepten), om de grenzen van de fysisch mogelijke rekencapaciteit te bereiken. Het ?rekenen? moet zich richten op niet-eindigende gegevensstromen en niet-uniforme verwerking. Communicatie en interactie worden belangrijker dan berekening. Processen zullen gebaseerd zijn op algoritmische mechanismen in plaats van vaste programma?s. Ze zullen in spelvormen communiceren in plaats van centraal geregisseerd. Met de toenemende flexibele en adaptieve infrastructuur voor communicatie is ook mobiliteit van processen in toenemende mate een optie. Processen zullen gaan ?reizen? naar een plek waar de processingwensen vervuld kunnen worden, zonder dat de gebruiker er iets van merkt. De globale computer van de toekomst gebruikt de gehele communicatie(web)infrastructuur als zelfregulerend, computationeel en informatiemedium. Het is de vraag welke creatieve vormen van algoritmiek en programmering hiervoor nodig zijn.
Onderzoeksuitdagingen
Grote uitdagingen op de lange termijn
De grote uitdaging is om niet-klassieke computers te ontwikkelen en om de complexiteit van de wereld om ons heen te beheersen door hun inbedding in rele en virtuele systemen. Is massaal parallellisme realiseerbaar? Hoe zal de quantumcomputer eruit zien? Welke computervormen zijn mogelijk op basis van biomoleculaire processen? Kunnen zelforganiserende en -lerende systemen tot betrouwbare computers leiden?
Kansrijke onderzoeksrichtingen in de komende 5 jaar
Aan de basis van de computer van de toekomst liggen de uitdagingen in het ontwerp van nieuwe processingconcepten, bijvoorbeeld op grond van nog niet benutte fysische of biologische principes, bijvoorbeeld quantumcomputing, biomolecular computing of andere vormen van ?natural computing?. Bovenop deze basis moeten we inzicht krijgen in het computationele gedrag van ?ensembles? van processing elementen en het vertalen ervan naar werkbare systemen. De huidige netwerkconcepten maken plaats voor gridgebaseerde concepten en free networks. Dit alles vraagt om een nieuwe berekenbaarheidstheorie.
Mogelijke resultaten op korte termijn
Verwacht mag worden dat in de komende jaren de vele principes van ?natural computing? beter begrepen kunnen worden, bijvoorbeeld de mogelijkheden van evolutie en zelfregulering.
Daarnaast zullen nieuwe concepten gemplementeerd worden, zoals optische computers en chemical abstract machines. Op het gebied van rekenkracht en flexibiliteit zijn zogenaamde networks-on-chips van vele, vaak verschillende processoren veelbelovend.
Maatschappelijke toepassingen
In de computer van de toekomst zullen trends als inbedding, flexibilisering, complexiteitsbeheersing en rekenkracht centraal staan. Deze computers zullen een impact hebben waarvan we ons nu nog nauwelijks een voorstelling kunnen maken.
ICT-disciplines
De computer van de toekomst vereist inbreng vanuit vele disciplines, o.a.
Artificial Intelligence
Communications
Computers
Genetic and Evolutionary Computing
Information Theory
Andere (deel)disciplines die nodig zijn om de principes binnen dit thema te ontrafelen: quantumcomputing, quantumcommunicatie, molecular computing, neurocomputing, optical computing, ad hoc en sensor-based computing, networked information structures, market-based computing, algorithmic mechanism design, selfconfigurable computing en evolving interactive systems.
Sleutelreferenties
T. Berry and G. Boudol. The Chemical Abstract Machine. in: TCS 96, 1992, 217-248.
H. Buhrman, I. Newman, H. Rhrig, R. de Wolf. Robust polynomials and quantum algorithms, in: Lecture Notes in Computer Science 3404, 2005, 593-604.
A. Ehrenfeucht, T. Harju, I. Petre, D.M. Prescott, and G. Rozenberg. Computation in Living Cells, Springer-Verlag, Berlin, 2004.
C.H. Papadimitriou. Algorithms, games and the Internet, in: Proc. 33rd Annual ACM Symposium on Theory of Computing (STOC 2001), ACM Press, 2001, 749-753.

Uitgelicht

Evenementen ICT

ICT.OPEN 2012

Stelling

Roadmap ICT

I/O Magazine

Uitgelicht

Evenementen ICT

ICT.OPEN 2012

Stelling

Roadmap ICT

I/O Magazine
01-01-2013
Russische universiteit zoekt Nederlandse partners in IT
17-12-2012
ICT Personality Award 2012
11-11-2012
Sentinels
Meer nieuws

10-04-2013
Sense of Contact 15
Activiteit toevoegen
Volledige kalender

ICT OPEN 2012


Lees verder

Wat is de grootste uitdaging?
Complexiteit
Maatschappelijke innovatie
Wetenschappelijke paradigma's
Voldoende gekwalificeerde wetenschappers

Resultaten stelling

Roadmap ICT topsectoren

Lees verder

I/O -december 2012

Lees verder