Ученые хотят создать компьютер из одного атома

Новое исследование поднимает вопрос о том, на сколько мала может быть самостоятельная вычислительная единица. Достигнутый ответ — один атом. По расчетам, столь малый объект уже может производить независимые вычисления.

Ученые хотят создать компьютер из одного атома

В широком смысле под компьютером понимается любое устройство, которое обрабатывает информацию посредством ввода и вывода. Но если отталкиваться от такого определения, то рано или поздно возникнет вопрос — какие объекты могут выполнять подобные вычисления, и насколько малы эти "компьютеры". Когда транзисторы достигают пределов миниатюризации, поиск ответов на такие странные вопросы становится крайне важным, поскольку они могут привести к развитию новой вычислительной парадигмы.

В новом исследовании, опубликованном в EPJ Plus исследователями из Университета Тулейн в Новом Орлеане, показано, что атомы, один из самых основных строительных блоков материи, могут выступать в качестве резервуара для вычислений, где все интерфейсы ввода-вывода может обрабатывать специальная оптическая система.

Ученые оттолкнулись от предположения о том, что способность к вычислениям является универсальным свойством, общим для всех физических систем, и в рамках этой парадигмы существует огромное количество схем того, как можно на самом деле пытаться выполнять вычисления.

Одной из наиболее важных из этих структур являются нейроморфные или резервуарные вычисления с нейроморфным компьютером, имитирующим мозг. Эта концепция лежит в основе бурного развития машинного обучения и искусственного интеллекта за последние несколько десятилетий и приводит к потенциально нелинейному компьютеру, в котором выходные данные не пропорциональны входным данным. Это желательно, поскольку это может привести к достаточно гибкой вычислительной архитектуре, чтобы можно было получить любой заданный результат при наличии подходящего ввода.

То есть, если мы планируем получить какой-то конкретный результат вычислений, нам гарантируется, что существует какой-то ввод в вычисление, который позволит его достичь. Это невозможно, если наша система демонстрирует только линейный отклик! Команда предложила нелинейный одноатомный компьютер с входной информацией, закодированной непосредственно в свет, и выводом также в виде света. Затем расчет определяется фильтрами, через которые проходит световой поток.

Это исследование подтвердило, что такой подход работает в принципе, а также подтвердил тот факт, что система работала лучше, когда входной свет был спроектирован таким образом, чтобы вызвать более высокую степень нелинейности в системе. Вероятно, что в этой работе ученые пытались подчеркнуть, что минимальная система, способная к вычислениям, действительно существует на уровне одного атома и что вычисления могут выполняться исключительно с помощью оптических процессов.

Читайте также

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Учёные научились передавать запахи через интернет с помощью искусственного интеллекта

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Российский композит ускорит регенерацию тканей

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

Петербургские ученые придумали «мосты» между разными поколениями техники

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

МАИ разработал технологию облегчения самолетов на 25%

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

Ошибка в цифровых сертификатах поставила под угрозу безопасность миллионов устройств

ИИ OpenAI обнаружил критические уязвимости в PHP, угрожавшие миллионам сайтов

ИИ OpenAI обнаружил критические уязвимости в PHP, угрожавшие миллионам сайтов

Nvidia показала крошечных роботов-уток, которые ходят, делают сальто и падают на сцене

Nvidia показала крошечных роботов-уток, которые ходят, делают сальто и падают на сцене

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Учёные раскрыли один из главных секретов высокотемпературной сверхпроводимости

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему электромобилям не нужна коробка передач — и зачем Porsche все-таки ее использует?

Почему ржавеет нержавейка?

Почему ржавеет нержавейка?

«Быстро поднятое упавшим не считается»: почему это ненаучно?

«Быстро поднятое упавшим не считается»: почему это ненаучно?

vivo S70 получит перископическую камеру на 64 Мп и поддержку телеконвертера

vivo S70 получит перископическую камеру на 64 Мп и поддержку телеконвертера

NASA раскрыло финальный план миссии Artemis III: три ракеты и два лунных корабля

NASA раскрыло финальный план миссии Artemis III: три ракеты и два лунных корабля