Quantenprobleme können jetzt ohne Verwendung eines Quantencomputers gelöst werden. Neue Forschungsergebnisse von Ingenieuren bei Purdue University und die Tohoku-Universität in Japan hat die neue Hardware der Forscher vorgestellt - einen probabilistischen Computer - der Quantenprobleme lösen kann, ohne einen zu verwenden Quantencomputer .
Der probabilistische Computer mit seiner neuen Hardware verfügt über grundlegende Einheiten - bekannt als p-Bits - kann eine Berechnung durchführen, die normalerweise nur ein Quantencomputer lösen kann.
Die Studie wurde diese Woche in veröffentlicht Natur .
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Probabilistische Computer
Die neues Gerät Die von den Ingenieuren erstellten Computer bilden die Grundlage für den Bau probabilistischer Computer. Diese Computer können Probleme in Bereichen wie Arzneimittelforschung, Verschlüsselung und Cybersicherheit, Datenanalyse und Lieferkettenlogistik lösen.
Was ist der Unterschied zwischen probabilistischen Computern, Quantencomputern und klassischen Computern?
Die Computer, die wir heute verwenden, speichern Informationen in ' Bits '- Binärziffern - entweder Nullen oder Einsen . Quantencomputer verwenden Qubits - das sind gleichzeitig null und eins .
Zurück in 2017, noch eine Purdue-led Untersuchungen haben ergeben, dass ein probabilistischer Computer dasselbe tun könnte, indem er p-Bits verwendet, die auch schnell zwischen diesen schwanken können. null und eins.
Supriyo Datta der die Forschung 2017 leitete, sagte " Es gibt eine nützliche Untergruppe von Problemen, die mit Qubits lösbar sind und auch mit p-Bits gelöst werden können. Man könnte sagen, dass ein p-Bit das Qubit eines armen Mannes ist. "
Ein großer Unterschied zwischen Qubits und p-Bits besteht darin, dass Qubits extrem kalte Temperaturen benötigen, um zu arbeiten, während p-Bits bei Raumtemperatur arbeiten können.
Das vom Team erstellte Gerät ist eine aktualisierte Version von magnetoresistiver Direktzugriffsspeicher oder MRAM. Es wird bereits in einigen heutigen Computern zum Speichern von Informationen verwendet.
Durch die Ausrichtung der Magnete erzeugt das Gerät Widerstandszustände, die Null und Eins entsprechen.
Die Forscherteam an der Tohoku-Universität wurde ein MRAM-Gerät geändert, um es instabiler zu machen und so die Fluktuation von p-Bits zu erleichtern. Anschließend verwendete das Purdue-Team dieses Gerät und kombinierte es mit einem Transistor, um ein zu erstellen. drei Anschlüsse Einheit, die diese Schwankungen kontrollieren kann.
Der Wahrscheinlichkeitsrechner besteht aus acht miteinander verbundene p-Bit-Einheiten .
Was ist passiert, als der Wahrscheinlichkeitsrechner getestet wurde?
Es gelang lösen ein Quantenproblem. Es zusammengebrochen Zahlen wie 35,161 und 945 in kleinere Zahlen, eine Berechnung, die besser als Ganzzahlfaktorisierung bekannt ist.
Diese Art von Problem kann tatsächlich auf unseren klassischen Computern gelöst werden. Die Forscher haben jedoch gezeigt, dass durch die Verwendung eines probabilistischen Computers weniger Platz und Energie verbraucht werden.
"Auf einem Chip würde diese Schaltung dieselbe Fläche wie ein Transistor einnehmen, aber eine Funktion ausführen, für deren Ausführung Tausende von Transistoren erforderlich gewesen wären. Sie arbeitet auch auf eine Weise, die die Berechnung durch den Parallelbetrieb von a beschleunigen könntegroße Anzahl von p-Bits ", sagte Ahmed Zeeshan Pervaiz Doktorand in Elektro- und Computertechnik in Purdue.
Außerdem Kerem Camsari, ein Purdue-Postdoktorand in der Elektro- und Computertechnik sagte: "In naher Zukunft könnten p-Bits einer Maschine besser helfen, wie ein Mensch zu lernen, oder eine Route optimieren, auf der Waren auf den Markt gebracht werden können."