Прошлое и будущее Интернета от Arpanet до квантовой связи

Интернет родился как эксперимент по объединению групп исследователей и со временем превратился в инфраструктуру планетарного масштаба, которая полностью изменила мир. Но куда он движется? Каково будущее? Винт Серф, которого считают одним из «отцов Интернета», и Маллик Татипамула, нынешний технический директор Ericsson, описали в интересной статье, что они считают семью фазами Интернета: некоторые из них пройдены, другие находятся на стадии развертывания, а последние еще не запущены.

На каждом этапе возможность подключения была объединяющим принципом, хотя с каждым последующим этапом возникали новые формы подключения. История начинается с пакетов данных, подключенных через фиксированные сети больших машин. Затем наступает мобильность, а также повсеместное подключение всех типов машин, а не только мобильных и стационарных вычислительных устройств. Пройдя первые три этапа развития Интернета (а теперь переходя к четвертому), современный мир стал свидетелем постоянного расширения человеческого потенциала, открытия новых отраслей и изменения образа жизни и работы. все, кто подключен к Интернету.

Интернет, первые наброски

Первые концепции “сетей связи” были опубликованы в 1959 году Полом Бараном, который работал над защищенной сетью связи военного назначения, способной выдержать нападение с применением ядерного оружия. J.C.R. Ликлайдер был первым, кто в 1962 году обнародовал концепцию “галактической сети”, сети, способной поддерживать связь с использованием ядерного оружия. от общения пользователей на разных компьютерах. Примерно в то же время Леонард Кляйнрок уже работал над концепцией хранения и пересылки сообщений в своей докторской диссертации в Массачусетском технологическом институте; Донал Дэвис был первым, кто использовал термин “пакет”, а Лоуренс Г. Робертс намеревался использовать метод мультиплексирования во времени для соединения машин напрямую с помощью телефонных кабелей.

Основываясь на идеях этих ученых и продвигаемых ARPA (Агентство перспективных исследований проектов), началось первоначальное проектирование ARPANET (сеть агентств перспективных исследований проектов) — компьютерной сети, созданной по заказу Министерства обороны США для связи. различные органы страны (и пережившие ядерные атаки) и другие. он стал зародышем Интернета, хотя сегодня имеет мало общего с исходной сетью.

Первая заметная веха наступила 29 октября 1969 года, когда было проведено первое испытание соединения ARPANET между узлами Университета Лос-Анджелеса (UCLA) и Стэнфордского исследовательского института (SRI), расположенными в 500 километрах. Оттуда успехи шли быстрыми темпами, и в 1973 году DARPA начало исследовательскую программу по методам соединения сетей и разработки протоколов связи. Из философии этого проекта возникло название Интернет, которое было применено к системе сетей, соединенных между собой протоколами TCP / IP, созданными в 70-х годах компанией Vint Cerf.

Интернет совершил еще один гигантский скачок в 1977 году благодаря разработке того, что мы знаем как модем для ПК, хотя большой сдвиг, который привел к появлению современного Интернета, произошел 1 января 1983 года, когда ARPANET завершила переход Moderna. от оригинального NCP к сетевому протоколу TCP / IP, разработанному Винтоном Серфом и Бобом Каном. и которые мы в настоящее время используем для передачи данных между компьютерами, подключения к Интернету и веб-серверам. Наконец, в 1989 году Тим Бернерс-Ли, которого считают «отцом Интернета», написал предложение о системе распространения гипертекстовых документов или гипермедиа, взаимосвязанных и доступных через Интернет в рамках проекта по созданию “компьютерной сети мирового масштаба”.

Этап 1: Интернет

Как мы уже говорили, Интернет изначально был задуман в 1970-х годах для соединения компьютерных сетей. Его инновационный аспект заключался не только в его архитектуре, но и в принципе открытости. Приняв общие протоколы , различные сети могли подключаться независимо от своего местоположения. Тем самым Интернет превратил изолированные системы в «сеть сетей», что позволило обеспечить беспрецедентное сотрудничество между учреждениями и границами. Ранние приложения, такие как электронная почта и передача файлов, показали, что возможность подключения может демократизировать доступ к информации.

В начале 1990-х годов Всемирная паутина представила объединяющую структуру: URL-адреса в качестве адресов, HTTP для связи, HTML в качестве общего языка и браузер в качестве универсального интерфейса. В период с 1991 по 1993 год Интернет превратил Интернет из исследовательской сети в глобальную платформу для обмена информацией, проложив путь к более широкому внедрению.

Этап 2: Мобильный Интернет

Следующим большим скачком стала мобильность. На рубеже веков, с появлением мобильных устройств с доступом в Интернет и появлением смартфонов, возможности подключения стали портативными. Интернет больше не ограничивался компьютерами; он путешествовал в карманах, сумках и сумках через плечо. Недавно обнаруженная мобильность Интернета впервые связала миллиарды людей по всему миру, изменив общение, торговлю и развлечения.

Социальные сети процветали, мобильные платежи стали доступны тем, у кого не было доступа к традиционным банковским услугам, а такие услуги, как совместное использование транспорта и доставка еды на дом, стали повседневными удобствами. Возможности подключения превратились из возможностей настольных компьютеров и компьютеров в портативную и постоянно действующую сеть цифровых ресурсов, интегрированную в повседневную жизнь. Вскоре наступила экономика приложений, когда доступ к любой услуге или приложению можно было получить мгновенно, используя кончики пальцев.

Этап 3: Интернет вещей ( IoT )

Возможности подключения распространились не только на компьютеры и мобильные устройства, но и на все цифровые устройства с поддержкой сети, создав Интернет вещей. Датчики, приборы и другие устройства в домах, на заводах, в автомобилях и городах передают телеметрические данные круглосуточно, превращая Интернет в невидимую нервную систему, соединяющую физический мир с цифровым.

Интернет вещей открыл новые возможности в здравоохранении, производстве, логистике и сельском хозяйстве, такие как подключенные тракторы и датчики почвы, которые позволяют вести интеллектуальное сельское хозяйство, увеличивая производство и экономя ресурсы.

Этап 4: Интернет агентов ИИ

Самым глубоким изменением, которое происходит в настоящее время, является появление агентов искусственного интеллекта. В отличие от устройств Интернета вещей , которые просто передают данные, агенты могут воспринимать, рассуждать, действовать и сотрудничать. Они больше не пассивные терминалы, а независимые игроки, формирующие цифровую и физическую экономику.

Этот этап определяют два измерения:

• Агенты цифрового искусственного интеллекта: В эту категорию входят программные объекты, такие как штурм-пилоты, цифровые помощники, организаторы рабочих процессов и алгоритмы ведения переговоров. Они живут в цифровом мире, но формируют экономику и услуги. Например, второй пилот по программированию, который помогает разработчикам и сотрудничает с другими агентами для отладки, рефакторинга и оптимизации программного обеспечения в режиме реального времени.
• Физические агенты ИИ: Напротив, физические агенты ИИ — это системы, работающие как в цифровой, так и в физической среде, такие как автономные транспортные средства , дроны, промышленные роботы и медицинские устройства. Автономный автомобиль, объединяющий лидар, радар и ISAC ( датчики и встроенные средства связи), становится все более распространенным типом физического агента искусственного интеллекта. Этот агент обнаруживает окружающую среду, предотвращает столкновения и координирует свои действия с близлежащими транспортными средствами и транспортными системами. ISAC работает как часть транспортного средства, обеспечивая мгновенную экологическую информацию, которая позволяет автомобилю перемещаться без контроля человека.

Этап 5: Интернет чувств

Если фаза 4 включает в себя оперативный интеллект, то следующим шагом в интеграции Интернета является восприятие. Интернет чувств расширит возможности подключения от обмена информацией к обмену опытом.

Два измерения определят этот этап:

• Мультисенсорная связь расширит возможности сети за пределы текста, аудио и видео. В эпоху Интернета чувств сети будут передавать сигналы, передающие формы осязания, вкуса и запаха. Достижения в области тактильных носимых устройств, цифровых обонятельных интерфейсов мозг-компьютер (BCI) позволят покупателю «почувствовать» текстуру одежды в Интернете или «понюхать» духи перед покупкой. В сфере здравоохранения врачи будут проводить дистанционное обследование пациентов с помощью тактильных перчаток, передающих ощущение прикосновения. Между тем, образование станет более захватывающим, позволяя учащимся изучать историю или науку с помощью тактильных и сенсорных ощущений.
• ISAC на сетевом уровне: В отличие от эпохи агентов ИИ, когда интеллект был интегрирован со своими собственными системами обнаружения и связи, здесь восприятие осуществляется сетью. Программируемые поверхности и метаматериалы будут моделировать сигналы, позволяя обнаруживать движение, измерять расстояния и определять местоположение как часть системной связи. Например, умные города будут определять поток трафика и движение толпы в режиме реального времени, передавая свои собственные «ощущения» окружающей среды непосредственно в свою сеть.

Интернет чувств сделает связь захватывающей и контекстно-зависимой, обогатив способы взаимодействия людей и машин и заложив основу для интеллекта, воплощенного в физическом мире.

Этап 6: Повсеместный Интернет

По мере того, как миллиарды устройств и агентов искусственного интеллекта будут подключаться друг к другу, важность бесперебойного покрытия будет приобретать все большее значение. Фаза 6, повсеместный Интернет, решает эту проблему на сетевом уровне путем интеграции наземной и неземной инфраструктуры, такой как сотовые сети, Wi-Fi, Ethernet, локальные вычислительные сети, оптоволокно, спутники и высотные платформы, в единую глобальную сеть.

В конечном счете, повсеместный Интернет обеспечит связь везде, от отдаленных деревень до открытых океанов, неба, орбит, цислунного пространства и за его пределами. Эта крупномасштабная сеть будет лежать в основе будущих достижений в области автономии, восприятия и интеллекта, позволяя как агентам ИИ, так и пользователям-людям работать без границ.

Этап 7: Квантовый Интернет

Последним рубежом в области связи станет квантовый Интернет, где сходятся коммуникации, сети, зондирование и квантовые вычисления. В отличие от классического Интернета, который передает биты, квантовый Интернет будет распределять кубиты с помощью запутанности и телепортации, обеспечивая возможности, выходящие за рамки любой традиционной системы. Первые демонстрации уже демонстрируют потенциал квантового Интернета.

Запутанные кубиты, передаваемые по оптоволокну и спутникам, однажды создадут сверхбезопасные, устойчивые к перехвату каналы связи, в то время как квантовые датчики достигнут беспрецедентной точности в измерении времени, движения и окружающей среды. Эти инновации в совокупности откроют такие возможности, как навигация без GPS и сверхчувствительный мониторинг окружающей среды .

Еще более многообещающими являются квантовые сети, которые будут связывать распределенные квантовые процессоры в единую компьютерную систему планетарного масштаба. Системы искусственного интеллекта будут работать одновременно на нескольких квантовых компьютерах, работая вместе над одними и теми же наборами задач. Ожидается, что интегрированные системы квантового искусственного интеллекта, например, ускорят создание новых лекарств и оптимизируют маршруты сложных цепочек поставок и доставки.

Квантовый Интернет не заменит классический Интернет, а расширит его, перекрывая квантовые сигналы классическими битами. Подобно тому, как агентский Интернет будет стимулировать интеллект, квантовый Интернет будет расширять возможности этого интеллекта, интегрируя его с законами физики в минимальных масштабах: интегрируя обнаружение, безопасность, вычисления и искусственный интеллект в единую глобальную систему связи.

Взятые вместе, описанные семь этапов развития Интернета показывают, как возможности подключения расширились от рабочих станций и мэйнфреймов до мобильных устройств, людей и физического мира. Уроки, извлеченные из первых трех этапов, позволили великим ‘отцам Интернета’ предсказать новые захватывающие будущие этапы: сетевую интеграцию агентов ИИ, органов чувств, всего, что связано с классическим миром, и, наконец, квантовая сфера.

Редактор: AndreyEx