`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Что для вас является метрикой простоя серверной инфраструктуры?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Новый тип суперкомпьютера может быть основан на комбинации света и материи

0 
 

Команда исследователей из Великобритании и России успешно продемонстрировала, что тип «волшебной пыли», сочетающий свет и вещество, может быть использован для решения сложных проблем и в конечном итоге может превзойти возможности даже самых мощных суперкомпьютеров.

Исследователи из университетов Кембриджа, Саутгемптона и Кардиффа в Великобритании и Института науки и технологий в Сколково, Россия, использовали квазичастицы частицы, известные как поляритоны, которые возникают в результате взаимодействия света с элементарными возбуждениями среды, которые являются своеобразным «маяком», показывая путь к простейшему решению сложных проблем. Этот совершенно новая разработка может стать основой нового типа компьютеров, которые могут решать проблемы, неразрешимые в настоящее время, в различных областях, таких как биология, финансы или космические путешествия. Результаты были представлены в журнале Nature Materials.

Наш технологический прогресс - от моделирования сворачивания белка и поведения финансовых рынков до разработки новых материалов и отправки полностью автоматизированных миссий в глубокий космос - зависит от нашей способности находить оптимальное решение математической постановки задачи: абсолютное минимальное число шаги, которые требуется для решения этой проблемы.

Поиск оптимального решения аналогичен поиску самой низкой точки в гористой местности со многими долинами, траншеями и обрывами. Путешественник может идти вниз и думать, что он достиг самой низкой точки всего ландшафта, но может быть более глубокий обрыв сразу за следующей горой. Такой поиск может казаться сложным в естественной местности, но представьте его сложность в многомерном пространстве. «Это именно та проблема, с которой нужно справиться, когда свести к минимуму целевую функцию представляет собой реальную проблему со многими неизвестными, параметрами и ограничениями», - говорит профессор Наталия Берлова (Natalia Berloff) из Кембриджского отдела прикладной математики и теоретической физики и Института науки и технологии в Сколково и первый автор статьи.
Современные суперкомпьютеры могут иметь дело только с небольшим подмножеством таких задач, когда размерность минимизируемой функции мала или когда базовая структура проблемы позволяет быстро найти оптимальное решение даже для функции большой размерности. Даже гипотетический квантовый компьютер, если он реализуется, в лучшем случае предлагает квадратичное ускорение для «грубой силы» поиска глобального минимума.

Проф. Берлова и ее коллеги подошли к проблеме под неожиданным углом: что, если вместо того, чтобы двигаться по горной местности в поисках самой низкой точки, заполнить пейзаж «волшебной пылью», которая сияет только на самом глубоком уровне, становясь легко обнаружимым маркером решение?

«Несколько лет назад наше чисто теоретическое предложение о том, как это сделать, было отвергнуто тремя научными журналами, - сказала проф. Берлова. - Один рецензент спросил, кто был бы настолько сумасшедшим, чтобы попытаться реализовать это?! Поэтому мы должны были сделать это сами, и теперь мы доказали наше предложение с помощью эксперимента».

Их «волшебная пыль» поляритоны создаются путем облучения лазером уложенных слоями выбранных атомов, таких как галлий, мышьяк, индий и алюминий. Электроны в этих слоях поглощают и излучают свет определенного цвета. Поляритоны в десять тысяч раз легче электронов и могут достигать достаточной плотности для образования нового состояния вещества, известного как конденсат Бозе-Эйнштейна, где квантовые фазы поляритонов синхронизируются и создают единый макроскопический квантовый объект, который может быть обнаружен с помощью измерений фотолюминесценции.

Следующий вопрос, который должны были исследовать ученые, заключался в том, как создать потенциальный ландшафт, который соответствует минимизируемой функции, и заставить поляритоны конденсироваться в самой низкой точке. Для этого группа сосредоточилась на конкретном типе проблемы оптимизации, но достаточно типичной для того, чтобы с ней могла быть связана любая другая трудная проблема, а именно минимизация XY-модели, которая является одной из наиболее фундаментальных моделей статистической механика. Авторы показали, что они могут создавать поляритоны в вершинах произвольного графа: по мере конденсации поляритонов квантовые фазы поляритонов располагаются в конфигурации, соответствующей абсолютному минимуму целевой функции.

«Мы только начинаем изучать потенциал поляритонных графов для решения сложных задач, - сказал соавтор проф. Павлос Лагудакис (Pavlos Lagoudakis), руководитель лаборатории гибридной фотоники в Саутгемптонском университете и Институт науки и технологии в Сколково, где выполнялись эксперименты. - В настоящее время мы масштабируем наше устройство до сотен узлов, проверяя его фундаментальную вычислительную мощность. Конечной целью является квантовый имитатор микрочипов, работающий в условиях окружающей среды».

Новый тип суперкомпьютера может быть основан на комбинации света и материи

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT