Инновационная вычислительная система, оперирующая световыми импульсами взамен традиционных битов, открывает новые горизонты в решении сложнейших задач, которые остаются непосильными для классической архитектуры, включая логистическую оптимизацию и криптографический анализ.
Данный прототип, базирующийся на математической модели Изинга, задействует циркуляцию фотонных сигналов в оптоволоконной среде для нахождения наиболее эффективных ответов в многофакторных сценариях.
Главное преимущество процессора заключается в его исключительной способности справляться с задачами оптимизации, где необходимо выбрать идеальный вариант из колоссального массива данных. Наглядный пример — построение сложных логистических цепочек, в которых вариативность путей растет экспоненциально с добавлением каждой новой точки.
«Для пяти промежуточных пунктов доступно лишь 12 комбинаций, для десяти — уже 180 000, а для двадцати их число превышает 60 квадриллионов», — поясняет ведущий автор исследования, физик из Университета Куинс (Канада) Бхавин Дж. Шастри. По его словам, для перебора всех вариантов при 50 остановках потребовалось бы больше времени, чем длится история существования Вселенной.
В отличие от теоретической модели Изинга, использующей магнитные спины, данная установка оперирует световыми импульсами. Проходя через аппаратные узлы, они постепенно самоорганизуются в конфигурацию, соответствующую оптимальному решению поставленной задачи.
Конструкция базируется на серийных компонентах современной телекоммуникационной отрасли: лазерных излучателях, оптоволокне и модуляторах. Благодаря лаконичной архитектуре для обработки 256 спинов (что эквивалентно 65 536 логическим связям) потребовалось всего пять ключевых элементов, обеспечивающих миллиарды вычислительных операций ежесекундно.
Примечательно, что система сохраняет стабильность в течение длительного времени при обычной комнатной температуре. Это выгодно отличает её от существующих квантовых процессоров и суперкомпьютеров, нуждающихся в глубоком криогенном охлаждении и использовании специфических материалов.
Несмотря на впечатляющий потенциал, разработчики подчеркивают, что подобные системы пока не рассматриваются как универсальная замена суперкомпьютерам. Устройство специализируется на узком спектре вычислений и не является компьютером общего назначения. Тем не менее простота масштабирования и эксплуатации делает технологию крайне перспективной для прикладного применения. В ближайшее время ученые планируют запустить пилотные испытания с индустриальными партнерами для тестирования возможностей «машины Изинга» на реальных производственных кейсах.
Источник: iXBT
