Разработан алгоритмический «решатель» для аналогового компьютера

Нынешний компьютеры, оперирующие двоичными числами, неоптимальны для решения ряда сложных математических задач. Поэтому Золтан Торокскай (Zoltán Toroczkai), профессор физики и компьютерной техники университета Нотр Дам (штат Индиана), поставил перед собой цель возрождения аналоговых компьютеров. Такие машины страдают от сигнальных помех, их нельзя перенастраивать на решение разных задач, однако в рамках своей специализации они находят ответ мгновенно и естественным путём, например, складывая два напряжения, соответствующие числам, чтобы получить сумму.

Вместе с коллегами он разрабатывает математические основы нового подхода к аналоговым вычислениям. В последней статье, опубликованной ими в Nature Communications, описывается аналоговый «решатель», который, теоретически, способен находить лучшее решение NP-трудных (NP-hard) проблем.

Сегодня NP-трудные задачи с множеством переменных, возникающие в таких областях, как биоинформатика, составление расписаний, складывание белковых молекул или медицинская визуализация, практически нерешаемы известными методами.

Главная сложность в разработке аналоговых компьютеров это отсутствие алгоритмической базы. В отличие от цифровых машин, имеющих долгую историю создания алгоритмов, для аналоговых компьютеров исследователям из Индианы пришлось начинать всё с нуля.

На следующем этапе, авторам при поддержке Инженерного колледжа Нотр Дама предстоит спроектировать и построить действующие образцы таких машин. Эти аналоговые компьютеры будут создаваться для решения конкретных задач, а не для универсального использования, как обычные ПК.

Данная работа является составной частью крупномасштабной инициативы — Экстремально энергоэффективная коллективная электроника (EXCEL), которая финансируется Национальным научным фондом (NSF) и промышленными партнёрами.