Feynman的“概率计算机”使用p-bits

2021-03-11 04:32:42

"你看,性质是不可预测的。您希望如何用电脑预测它?"在1981年,美国物理学家理查德FEYNMAN在电脑科学家在1981年一次会议上。四十年后,普渡大学工程师正在建立这种系统,即FEYNMAM IMaginined将克服今天的局限性和#39; S古典计算机的典节更紧密地表现得如此"概率。"

该团队认为,概率的计算机可能更快地解决量子计算机将解决的一些问题,因为它不需要全新的硬件或极冷的温度来运行。

在该问题上求出的问题比古典计算机更有效地解决 - 从大量解决方案计算最佳解决方案,例如识别出于市场前往市场的最佳路线。

2019年,日本普渡和东北大学的研究人员展示了一个概率的计算机,由" p-bits,"这能够解决通常针对Qubits构建的量子计算机的优化问题。

"经典,概率只能是正数。另一方面,Qubits似乎受到可能是负面甚至复杂数字的概率," Supriyo Datta说,Purdue' S Thomas Duncan杰出的电气和计算机工程教授,他领导了Purdue团队。 "但是有一个有用的问题,可以用Qubits解决,这些问题也可以用p-bit解决。你可能会说一个p-bit是一个'穷人' squbit。'"

为什么求助于一系列新型计算?看起来没有比"自然"在一杯咖啡中,由谷歌和IBM等公司开发的量子计算机尚未取消传递。

咖啡因的分子结构是如此复杂的是,古典计算机可以' t执行完全理解所需的计算。这是因为咖啡因可以存在于10 48种不同的原子配置中,或"量子状态。"一次只处理一个量子状态的经典计算机,需要一次处理许多状态,以捕获咖啡因。

这种障碍是从不仅更好地了解咖啡因和#39;咖啡因的行为,而且还从药物研究,加密和网络安全,金融服务,数据分析和供应链物流中更有效地解决了科学家。

如果计算机可能会在更多变量和同时处理它们,则这些区域中的每一个都会得到显着提高。

"我们可以想象并完全快乐,我想," Feynman已经说过,"对于概率的概率模拟器的概率性质,其中机器在其中' t完全做到了什么,但是你' d以相应的准确度获得相应的概率。 "

类似,概率计算机将能够以零和室温的形式存储和使用信息。

和普通计算机,概率计算机可以一次处理零和一个zeros的多个状态 - 除了p钻头会在零和一个(因此,"概率")之间,而qubit是一个零一个和一个。在芯片上,这些波动将在p-bit之间相关,但以Qubits纠缠在一起。

前进的想法是调整常用的内存技术,称为磁隧道连接的设备,以故意不稳定,使P-BITS可以波动。

由于2019年展示了概率计算机的硬件并通过Purdue Research基金会的技术商业化办公室获得专利,因此该团队还采用了现有的硅技术来使用亚马逊网上公开可用的传统硬件使用数千个P-Bits的概率计算机服务。

研究人员在过去的一年里发表了几篇论文关于整合各个硬件组件的发展,建模如何使系统在更大的规模上进行建模并确保从地上的能效。

"判决关于p-bit的最佳实现的判决尚未出局。但我们'重新展示有关的作用,以便我们可以沿途弄清楚," Joerg Appenzeller说,Purdue' S Barry M.和Patricia L. Epstein教授电气和计算机工程。

大学' S概率计算研究落在一个名为Purdue-p的倡议下。该倡议是Purdue&#39的一部分,概率旋转逻辑的探索公园的进步,由半导体研究公司和国家科学基金支持。团队'工作也从国防高级研究项目机构提供资金。

研究人员可能是唯一一个以名称开发概率计算机的人,但该领域的其他人正在使用不同的材料和范例开发类似的技术。

"作为一个领域,我们看看我们可以' t尚未解决的计算问题并思考,"在其中"数字计算,其中' s量子计算 - 还有什么? "那里有很多东西你可以打电话给#39;概率计算'从非常高的水平,"这位前纯Purdue博士后研究人员表示,克雷姆Camsari继续与本集团合作,是加州大学圣巴巴拉加州大学电气电脑工程助理教授。更多信息:Vaibhav Ostwal等。高效的旋转轨道扭矩切换半导体van der Waals Ferromagnet CR 2 GE 2 TE 6,先进材料(2020)。 DOI:10.1002 / ADMA.201906021

Kerem Y. Camsari等。从充电旋转和旋转到充电:用于概率切换的随机磁体,IEEE的诉讼程序(2020)。 DOI:10.1109 / JPROC.2020202966925