Создан прототип термодинамического компьютера

Обычно считается, что шум — враг вычислений. Однако некоторые приложения на самом деле используют искусственно созданный шум. А использование естественного шума может быть гораздо более эффективным.

«Мы сосредоточились на алгоритмах, которые могут использовать шум, стохастичность и недетерминизм, — говорит Закари Белатеш, руководитель отдела разработки в Normal Computing. — Пространство алгоритмов огромно, от научных вычислений до искусственного интеллекта и линейной алгебры. Но термодинамический компьютер вряд ли поможет вам проверить электронную почту в ближайшее время».

В таких приложениях термодинамический — или вероятностный — компьютер начинает работу с компонентами, находящимися в некотором полуслучайном состоянии. Затем проблема, которую пытается решить пользователь, программируется во взаимодействие между компонентами. Со временем эти взаимодействия позволяют компонентам прийти к равновесию. Это равновесие и является решением задачи.

Этот подход естественным образом подходит для некоторых научных вычислительных задач, в которых уже используется случайность, например для моделирования методом Монте-Карло. Он также хорошо подходит для алгоритма генерации изображений с помощью ИИ, стабильной диффузии и типа ИИ, известного как вероятностный ИИ. Удивительно, но он также хорошо подходит для некоторых вычислений в линейной алгебре, которые по своей сути не являются вероятностными. Это делает данный подход более универсальным для обучения ИИ.

Прототипный чип Normal Computing, который они назвали блоком стохастической обработки (SPU), состоит из восьми конденсаторно-индуктивных резонаторов и генераторов случайного шума. Каждый резонатор соединён с другим резонатором через настраиваемый соединитель. Резонаторы инициализируются случайным шумом, а исследуемая задача программируется в соединителях. После того как система достигает равновесия, данные с резонаторов считываются для получения решения.

«В обычном чипе всё очень строго контролируется, — говорит Гэвин Крукс, штатный научный сотрудник Normal Computing. — Если немного ослабить контроль, устройство естественным образом начнёт вести себя более хаотично».

Несмотря на то, что это было успешное подтверждение концепции, команда Normal Computing признаёт, что этот прототип не является масштабируемым. Но они изменили свою конструкцию, избавившись от индукторов, которые сложно масштабировать. Теперь они планируют создать свой следующий проект в виде чипа, а не на печатной плате, и ожидают, что их следующий чип появится в продаже в конце этого года.

Насколько можно масштабировать эту технологию, ещё предстоит выяснить. Конструкция совместима с CMOS, но многое ещё предстоит проработать, прежде чем её можно будет использовать для решения крупномасштабных реальных проблем. «Это потрясающе, что они сделали, — говорит Бозчалуи из Ludwig Computing. — Но в то же время многое ещё предстоит сделать, чтобы превратить это из коммерческого продукта в нечто, что можно использовать в больших масштабах».

Сообщение Создан прототип термодинамического компьютера появились сначала на Время электроники.