Китайские физики разработали инновационный вычислительный прибор, основанный на мемристорах. Это устройство способно значительно ускорить решение широкого спектра оптимизационных задач, одновременно существенно снижая энергопотребление.
Группа ученых под руководством профессора Яна Юйчао из Пекинского университета создала систему, состоящую из множества специализированных ячеек памяти на базе мемристоров. Мемристоры – это особый вид резисторов, обладающих “памятью” и способностью изменять записанные данные без участия центрального процессора.
Исследователи использовали уникальные свойства мемристоров для создания логической цепочки, способной моделировать взаимодействие спинов квантовых частиц в рамках модели Изинга. Эта модель хорошо подходит для быстрого решения комбинаторных и оптимизационных задач.
Ключевым достижением китайских физиков стала разработка специального алгоритма, позволяющего кодировать отдельные спины частиц и взаимодействия между ними в наборе связанных мемристоров. Это решение позволило преодолеть ограничения существующих “машин Изинга”, которые сложно модифицировать после сборки или во время работы.
Для демонстрации эффективности своей разработки ученые создали чип с 16,3 тысячами мемристорных ячеек памяти. С его помощью они решили две популярные математические задачи из теории графов и улучшили алгоритм подбора оптимальной формы “трафаретов” для литографов, используемых при производстве компьютерных чипов.
Результаты экспериментов показали, что новое устройство способно ускорить вычисления в несколько тысяч раз по сравнению с существующими методами. Это открывает перспективы значительного снижения энергозатрат на подобные расчеты в будущем.
Источник: nauka.tass.ru
