Kelas baru komputer menggabungkan optik dan elektronik; menyelesaikan masalah yang terlalu mencabar untuk pengkomputeran tradisional

Main Hoon Surya Singham II Full Movie | Hindi Action Movies by Cinekorn | Tollywood | Tamil Cinema (Julai 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Penyelidik Stanford membangun Mesin Ising untuk menyelesaikan masalah "masalah pengoptimalan gabungan" dan mengoptimumkan laluan penghantaran dan penerbangan dalam masa nyata

Komputer digital akan mencapai kuasa pemprosesan maksima mereka dalam tempoh 10 atau 25 tahun akan datang, meninggalkan kelas masalah tertentu yang tidak dapat diselesaikan sepenuhnya. Sekarang, satu jenis komputer yang baru dipanggil Mesin Ising menggabungkan kuasa pemprosesan optik dan elektrik untuk menyelesaikan "masalah pengoptimalan gabungan" dan mencari objek optimum dalam satu set objek terhingga.

Sekiranya berjaya meningkatkan, pengiraan yang terhasil dapat, dalam masa nyata, menentukan teksi mana dalam armada untuk menuju ke arah tambang atau cara yang optimum untuk menyampaikan pakej, laporkan kertas yang diterbitkan dalam jurnal Science .

"Ini adalah mesin yang, dalam ertikata, adalah yang pertama dalam kelasnya, dan ideanya ialah ia membuka sub-bidang penyelidikan dalam bidang mesin pengkomputeran bukan tradisional, " kata Peter McMahon, seorang sarjana pasca doktoral dalam fizik terpakai di Universiti Stanford dan pengarang bersama kertas itu.

Masalah pengoptimalan combinatorial, jenis masalah tertentu yang diselesaikan oleh Ising Machine, adalah mustahil untuk diselesaikan dengan komputer tradisional. Mengira trajektori optimum menjadi semakin rumit dengan setiap lapisan pembolehubah tambahan diperkenalkan, memerlukan pengiraan semula dan perbandingan setiap kombinasi yang ada - sama seperti retak kunci penyulitan 256-bit satu pemboleh ubah pada masa.

Salah satu contoh yang paling komprehensif mengenai "masalah pengoptimalan gabungan" dipanggil sebagai "jurujual perjalanan" masalah, di mana jurujual perlu menentukan laluan perjalanan yang paling berkesan untuk melawat beberapa bandar tertentu sekali sebelum kembali ke destinasi. Dengan setiap bandar tambahan ditambahkan, jumlah laluan yang bertanggungjawab dengan cepat menjadi tidak terurus.

"Masalah-masalah itu mencabar komputer standard, bahkan superkomputer, kerana saiznya tumbuh, pada satu ketika, ia memerlukan zaman alam semesta untuk mencari semua penyelesaian yang mungkin, " kata Alireza Marandi, seorang sarjana pasca doktoral di Stanford dan bersama -author kajian. "Ini benar walaupun dengan superkomputer kerana pertumbuhan dalam kemungkinan begitu pantas."

Menyelesaikan masalah seperti jurujual perjalanan mungkin mempunyai kesan kritikal dalam pelbagai bidang, menyediakan laluan perjalanan optimum untuk trak penghantaran, meminimumkan gangguan dalam rangkaian wayarles, dan juga menentukan bagaimana protein berlipat ganda. Dengan potensi berskala, Ising Machine pasukan adalah pencetus kepada mesin-mesin yang pada suatu hari akan menyelesaikan cabaran-cabaran ini.

Dinamakan selepas model ferromagnetisme matematik dalam mekanik statistik, mesin Ising bertindak seperti rangkaian magnet buatan yang boleh diterbalikkan yang beroperasi pada tenaga yang rendah dan hanya boleh menunjuk ke bawah atau ke bawah. Sekiranya sambungan antara rangkaian magnet diprogramkan untuk mewakili masalah tertentu, maka keadaan akhir rendah tenaga di mana mereka menyelesaikan penyelesaian. Tetapi bukannya menggunakan magnet pada grid, Mesin Ising menggunakan laser khusus yang dinamakan pengayun parametrik optik yang meremehkan untuk mewakili "spin" yang menaik atau menurun ke bawah. Berkenaan dengan masalah jurujual, denyut laser mewakili kedudukan bandar dalam jalan yang boleh diambil penjual.

Yang penting di sini ialah Mesin Ising Isi Stanford boleh ditingkatkan menjadi versi yang praktikal dan terjangkau dengan menggantikan penangguhan optik yang dikawal dengan litar elektronik digital. Ini membolehkan sambungan optik di antara denyut yang ditiru dan diprogramkan semasa sistem laser menyelesaikannya.

Apa yang penting di sini adalah bahawa hampir semua bahan yang digunakan untuk membina Mesin Pemalsuan Stanford adalah elemen luar yang sudah digunakan untuk telekomunikasi. Hasilnya, meningkatkan peranti menjadi versi praktikal, namun mampu dimiliki, adalah mudah. Pereka hanya perlu menggantikan kelewatan yang dikawal dengan litar elektronik digital yang meniru sambungan optik di antara denyutan. Masalah pemrograman tetap semudah seperti sebelum ini, sementara laser terus menyelesaikannya.

Mesin Stanford kini menyelesaikan masalah sehingga 100 pembolehubah dengan mana-mana set sambungan yang sewenang-wenangnya antara pembolehubah. Keupayaan sedemikian tidak melampaui kuasa pemprosesan komputer digital tradisional walaupun menyelesaikan masalah pengoptimalan gabungan. Tetapi apabila pemboleh ubah meningkat, komputer yang dibina seperti Ising Machine akan mendapat kelebihan.

Sumber: Stanford.edu