«Вычисления на основе осцилляторов» — термин, который редко попадает в заголовки, однако эта область вычислений развивается и демонстрирует многообещающие результаты. Последнее впечатляющее достижение получено в ходе эксперимента, в котором учёным удалось синхронизировать 105 000 наноосцилляторов всего за 45 наносекунд, используя при этом, по сообщениям, очень мало энергии.
Простыми словами, вся решётка крошечных магнитов после возмущения полностью синхронизировалась за 45 нс, используя лишь собственный спин магнитов — представьте себе рябь на поверхности воды. Каждый осциллятор имеет размер 10–20 нм, а результат с 105 000 элементов представляет собой улучшение почти в 1000 раз по сравнению с предыдущей демонстрацией на 64 осцилляторах, что доказывает масштабируемость технологии. В этом новом эксперименте время синхронизации почти не увеличивалось с добавлением осцилляторов: оно составило 10 нс для 100 осцилляторов и возросло лишь до 45 нс для 105 000.
Для вычислений это означает, что решётки могут решать определённые классы задач, которые прямо или косвенно поддаются представлению с помощью распространяющихся волн. В широком смысле, к ним относится практически всё, что связано с волнами, статистикой, аппроксимацией и распознаванием образов. В статье упоминаются машины Изинга и резервуарные вычисления как реализуемые с помощью осцилляторных решёток. В перспективе решётки могут стать программируемыми путём манипуляции частотами, фазами и силой связи осцилляторов. Результат затем считывается путём измерения того, как решётка приходит в синхронизированное состояние.
Отсюда вытекают практические применения, включая высокоскоростные сети связи, финансовое и научное моделирование, аналитику данных в реальном времени и даже ускорение ИИ. В исследовательской работе особо отмечается, что решётки могут работать на частотах в десятки ГГц, затрачивая при этом сравнительно мало энергии. Показатель в 45 наносекунд для стабилизации осцилляторной решётки примерно аналогичен времени, которое требуется обычному процессору для выполнения одного вычисления над целой матрицей.
В отличие от квантовых вычислений, требующих обширной и сложной коррекции ошибок для поддержания когерентности, массив осцилляторов после стабилизации даёт чрезвычайно чёткий сигнал. Добротность в эксперименте с осцилляторами превысила один миллион, что означает, что результирующая частота волны была хорошо определена и легко считывалась — представьте себе точную высоту звука, издаваемого камертоном. Чтобы узнать все подробности, обязательно ознакомьтесь с исследовательской работой здесь.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Bruno Ferreira
