Ученые из Британии создали компьютер из "волшебной пыли"
28.09.2017 769 0
Британские и российские физики создали первую экспериментальную вычислительную машину на базе "волшебной пыли", сообщает издание Nature Materials.
"Волшебная пыль" - особая комбинация света и материи, которая может решать некоторые задачи быстрее квантового компьютера.
"Несколько лет назад наше чисто теоретическое предположение о том, как это сделать, было отвергнуто тремя научными журналами. Один рецензент сказал: "Где найдется такой сумасшедший, который попытается это реализовать?" Поэтому нам пришлось сделать это самим, и теперь мы подтвердили нашу гипотезу экспериментальными данными", - рассказывает Наталия Берлова, профессор Сколтеха и Кембриджского университета.
Стремительный рост объема данных, вырабатываемых и используемых человечеством в повседневной жизни, заставляет программистов, инженеров, физиков и представителей других наук искать новые способы обработки информации.
Самые большие надежды сегодня возлагаются на квантовые компьютеры, способные обрабатывать космически большие объемы данных, и на системы машинного обучения и искусственного интеллекта, умеющие искать полезную "иголку" в стоге сена бесполезной информации.
"К примеру, квантовые компьютеры и похожие на них машины будут способны оптимально распределять электричество и другие ресурсы, управлять потоками машин в режиме реального времени, прогнозировать котировки акций и определять наиболее разумный курс экономического развития. Сложность таких задач растет экспоненциально по мере увеличения набора данных и числа анализируемых параметров, из-за чего обычные компьютеры все хуже справляются с поиском оптимума", - говорится в материале.
Ученые считают, что подобные задачи можно решать, используя объекты микромира, взаимодействие между которыми будет естественным образом приводить к определению этого оптимального значения.
Эти объекты они назвали "волшебной пылью" по аналогии со светящимся песком из множества различных компьютерных игр, фэнтези-фильмов и книг. В данном случае, как отмечают исследователи, он будет светиться только в той точке, которая соответствует оптимуму.
"Эта "пыль" в реальном мире представляет собой набор особых квазичастиц, так называемых поляритонов - сравнительно недавно созданных виртуальных частиц, которые, как и фотоны, одновременно ведут себя как волна и как частица. Поляритон состоит из трех компонентов - оптического резонатора, набора из двух зеркал-отражателей, заточенной между ними световой волны и квантового колодца - атома и вращающегося вокруг него электрона, который периодически поглощает и испускает квант света", - говорится в материале.
Как показывают недавние опыты и теоретические расчеты, поляритоны можно использовать в качестве переносчиков информации в световых и квантовых компьютерах будущего, а также как основу для различных компактных источников света и других форм электромагнитного излучения.
Ученые научились комбинировать поляритоны и заставлять их взаимодействовать между собой таким образом, чтобы они постепенно оседали и переходили в точку энергетического минимума. На основе подобного набора из квазичастиц российские и британские физики смогли создать компьютер, способный просчитывать свойства некоторых необычных материалов, таких как спиновые и сверхтекучие жидкости и различные магнитные материалы.
"Мы только начинаем изучать потенциал поляритонных графов для решения сложных задач. Сейчас мы масштабируем наше устройство до сотен узлов, проверяя его фундаментальную вычислительную мощность. Наша конечная цель - создание микрочипового квантового вычислителя, работающего при комнатной температуре", - заключает Павлос Лагудакис, руководитель лабораторий гибридной фотоники в Сколтехе и Саутгемптонском университете.
"Волшебная пыль" - особая комбинация света и материи, которая может решать некоторые задачи быстрее квантового компьютера.
"Несколько лет назад наше чисто теоретическое предположение о том, как это сделать, было отвергнуто тремя научными журналами. Один рецензент сказал: "Где найдется такой сумасшедший, который попытается это реализовать?" Поэтому нам пришлось сделать это самим, и теперь мы подтвердили нашу гипотезу экспериментальными данными", - рассказывает Наталия Берлова, профессор Сколтеха и Кембриджского университета.
Стремительный рост объема данных, вырабатываемых и используемых человечеством в повседневной жизни, заставляет программистов, инженеров, физиков и представителей других наук искать новые способы обработки информации.
Самые большие надежды сегодня возлагаются на квантовые компьютеры, способные обрабатывать космически большие объемы данных, и на системы машинного обучения и искусственного интеллекта, умеющие искать полезную "иголку" в стоге сена бесполезной информации.
"К примеру, квантовые компьютеры и похожие на них машины будут способны оптимально распределять электричество и другие ресурсы, управлять потоками машин в режиме реального времени, прогнозировать котировки акций и определять наиболее разумный курс экономического развития. Сложность таких задач растет экспоненциально по мере увеличения набора данных и числа анализируемых параметров, из-за чего обычные компьютеры все хуже справляются с поиском оптимума", - говорится в материале.
Ученые считают, что подобные задачи можно решать, используя объекты микромира, взаимодействие между которыми будет естественным образом приводить к определению этого оптимального значения.
Эти объекты они назвали "волшебной пылью" по аналогии со светящимся песком из множества различных компьютерных игр, фэнтези-фильмов и книг. В данном случае, как отмечают исследователи, он будет светиться только в той точке, которая соответствует оптимуму.
"Эта "пыль" в реальном мире представляет собой набор особых квазичастиц, так называемых поляритонов - сравнительно недавно созданных виртуальных частиц, которые, как и фотоны, одновременно ведут себя как волна и как частица. Поляритон состоит из трех компонентов - оптического резонатора, набора из двух зеркал-отражателей, заточенной между ними световой волны и квантового колодца - атома и вращающегося вокруг него электрона, который периодически поглощает и испускает квант света", - говорится в материале.
Как показывают недавние опыты и теоретические расчеты, поляритоны можно использовать в качестве переносчиков информации в световых и квантовых компьютерах будущего, а также как основу для различных компактных источников света и других форм электромагнитного излучения.
Ученые научились комбинировать поляритоны и заставлять их взаимодействовать между собой таким образом, чтобы они постепенно оседали и переходили в точку энергетического минимума. На основе подобного набора из квазичастиц российские и британские физики смогли создать компьютер, способный просчитывать свойства некоторых необычных материалов, таких как спиновые и сверхтекучие жидкости и различные магнитные материалы.
"Мы только начинаем изучать потенциал поляритонных графов для решения сложных задач. Сейчас мы масштабируем наше устройство до сотен узлов, проверяя его фундаментальную вычислительную мощность. Наша конечная цель - создание микрочипового квантового вычислителя, работающего при комнатной температуре", - заключает Павлос Лагудакис, руководитель лабораторий гибридной фотоники в Сколтехе и Саутгемптонском университете.
| Читайте также |
| Комментарии (0) |