Самонавчальний фотонний комп'ютер. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Самонавчальний фотонний комп'ютер

21.01.2013

Група фізиків під керівництвом Даніела Бруннера (Daniel Brunner) з університету Балеарських островів у Пальмі-де-Майорка (Іспанія) зробила великий крок на шляху створення фотонного комп'ютера, створивши робочий прототип такого обчислювального пристрою. Фотонний комп'ютер Бруннера та його колег влаштований за принципом про обчислювальних резервуарів. Подібні комп'ютери схожі своїм пристроєм на штучні або природні нейронні мережі, і складається з одиничних вузлів-синапсів. Кожна така "нервова клітина" з'єднана із сусідніми вузлами випадковим чином і здатна запам'ятовувати свої попередні стани.

На відміну від звичайних нейронних мереж, "обчислювальний резервуар" може вирішувати різні завдання і його можна легко перепрограмувати, не порушуючи фізичну структуру системи. Маніпулюючи властивостями синапсів, цю машину можна пристосувати для вирішення складних обчислювальних завдань, у тому числі розпізнавання мови або зображень. Прототип Бруннера та його колег влаштований досить своєрідно - як вузли нейромережі виступають порції світла, які випускає один і той же лазерний діод через суворо відмірені проміжки часу. Ці порції світла рухаються "кільцем", всередину якого вбудований джерело вхідних даних - інший лазер, що додає нову інформацію в цикл за допомогою спеціального модулятора.

Для визначення підсумкового результату роботи комп'ютера інші прилади вимірюють інтенсивність випромінювання кожної порції світла, перетворюючи їх у цифровий вид. За словами вчених, при особливому налаштуванні лазерів та інших компонентів той самий фотонний комп'ютер може одночасно виконувати кілька обчислень, що дозволяє легко збільшувати його продуктивність та універсальність.

Вчені перевірили свій винахід у справі, "навчивши" комп'ютер перетворити мову людини на цифри та обчислювати деякі складні статистичні функції. За словами фізиків, їхній винахід непогано проявив себе - комп'ютер некоректно розпізнав лише 0,01% сказаних вголос цифр. Крім того, пристрій має дуже високу продуктивність - за одну секунду він "вгадує" 300 тисяч слів, що є рекордом для всіх існуючих на сьогодні обчислювальних пристроїв.

При розрахунку статистики прилад підтвердив свої якості - фотонний комп'ютер виробляв понад 13 мільйонів статистичних операцій на секунду, а швидкість обміну даними перевищила 1,1 гігабайта на секунду. Крім того, дана модель фотонного комп'ютера має ще одну перевагу порівняно із звичайними комп'ютерами – низьке енергоспоживання. Як зазначають Бруннер та його колеги, їхній прототип витрачає на розпізнавання одного слова у 200 разів менше енергії.

Не слід очікувати, що такі світлові обчислювачі повністю замінять сучасну кремнієву електроніку. Так, їх сфера застосування вкрай обмежена, а інформація в них представлена вкрай незручному для використання вигляді. Тим не менш, подібні прилади зможуть потіснити класичні комп'ютери в багатьох спеціалізованих галузях науки і техніки, де потрібна висока швидкість та паралельність обчислень.

<< Назад: Електронні нашийники для дресирування собак 22.01.2013

>> Вперед: МКС стане заправною станцією супутників 21.01.2013

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Доведено існування правила ентропії для квантової заплутаності 09.05.2024

Квантова механіка продовжує дивувати нас своїми таємничими явищами та несподіваними відкриттями. Нещодавно Бартош Регула із Центру квантових обчислень RIKEN та Людовіко Ламі з Амстердамського університету представили нове відкриття, яке стосується квантової заплутаності та її зв'язку з ентропією. Квантова заплутаність відіграє важливу роль у сучасній квантовій інформатиці та технологіях. Однак складність її структури робить розуміння та керування нею складними завданнями. Відкриття Регулу та Ламі показує, що для квантової заплутаності справедливе правило ентропії, подібне до того, що існує для класичних систем. Це відкриття відкриває нові перспективи в галузі квантової інформатики та технологій, поглиблюючи наше розуміння квантової заплутаності та її зв'язку з термодинамікою. Результати дослідження вказують на можливість оборотності перетворень заплутаності, що може спростити їх використання в різних квантових технологіях. Відкриття нового правила е ...>>

Міні-кондиціонер Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Літо - час відпочинку та подорожей, але часто спека може перетворити цей час на нестерпне борошно. Зустрічайте новинку від Sony – міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який обіцяє зробити літо комфортнішим для своїх користувачів. Sony представила унікальний пристрій - міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який забезпечує охолодження тіла у спекотні дні. З його допомогою користувачі можуть насолоджуватися прохолодою у будь-який час та в будь-якому місці, просто носячи його на шиї. Цей міні-кондиціонер оснащений автоматичним налаштуванням режимів роботи, а також датчиками температури та вологості. Завдяки інноваційним технологіям, Reon Pocket 5 регулює свою роботу залежно від активності користувача та умов довкілля. Користувачі можуть легко настроювати температуру за допомогою спеціальної мобільної програми, підключеної через Bluetooth. Крім того, для зручності доступні спеціально розроблені футболки та шорти, до яких можна прикріпити міні-кондиціонер. Пристрій може ох ...>>

Енергія з космосу для Starship 08.05.2024

Виробництво сонячної енергії в космосі стає все більш реальним з появою нових технологій та розвитком космічних програм. Керівник стартапу Virtus Solis поділився баченням використання Starship від SpaceX для створення орбітальних електростанцій, здатних забезпечувати енергією Землю. Стартап Virtus Solis представив амбітний проект створення орбітальних електростанцій, використовуючи Starship від SpaceX. Ця ідея може значно змінити сферу виробництва сонячної енергії, зробивши її доступнішою та дешевшою. Основою плану стартапу є зниження вартості запуску супутників у космос із використанням Starship. Передбачається, що завдяки цьому технологічному прориву виробництво сонячної енергії у космосі стане конкурентоспроможнішим порівняно з традиційними джерелами енергії. Віртуальна Solis планує створити великі фотоелектричні панелі на орбіті за допомогою Starship для доставки необхідного обладнання. Однак одним із ключових виклик ...>>

Новий метод створення потужних батарей 08.05.2024

З розвитком технологій та розширенням використання електроніки стає все більш актуальним питання створення ефективних та безпечних джерел енергії. Дослідники з Квінслендського університету представили новий підхід до створення потужних батарей на основі цинку, який може змінити пейзаж енергетичної індустрії. Однією з головних проблем традиційних батарей, що перезаряджаються, на водній основі була їх низька напруга, що обмежувало їх застосування в сучасних пристроях. Але завдяки новому методу, розробленому вченими, цей недолік успішно подолано. В рамках свого дослідження вчені звернулися до спеціального органічного з'єднання – катехолу. Воно виявилося важливим компонентом, здатним покращити стабільність роботи батареї та збільшити її ефективність. Цей підхід призвів до значного збільшення напруги цинк-іонних акумуляторів, що зробило їх конкурентоспроможнішими. За словами вчених, такі батареї мають кілька переваг. Вони мають б ...>>

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Випадкова новина з Архіву

Магнітні монополі в середовищі холодного квантового газу 09.07.2018

Відомо, що магніти, що мають форму кулі, прямокутника або підкови, завжди мають по два магнітні полюси. І якщо розділити магніт на дві частини, ви отримаєте два нових магніти з двома полюсами. Однак, згідно з деякими фізичними теоріями, на світі можуть існувати однополюсні магнітні утворення, подібні до електричних зарядів, які бувають або позитивними, або негативними. Одна з таких магнітних утворень, монополь Янга, може існувати з погляду фізики високих енергій, але нікому з учених ще не доводилося наживо "побачити" цей монополь навіть у лабораторних умовах.

Групі фізиків з Об'єднаного квантового інституту (Joint Quantum Institute, JQI) вдалося вперше створити аналог монополя Янга на основі квантового газу із надохолоджених атомів рубідії. І це досягнення можна буде використати в майбутньому для більш глибокого проникнення в суть вже відомих областей фізики та нових областей, які ще не охоплені людською наукою.

Для того, щоб виявити монополі Янга, що існують у квантовому газі, вчені за допомогою радіохвиль та мікрохвильових променів вирівняли особливим чином усі спини атомів квантового газу. Періодично повторюючи комбінації з чотирьох різних орієнтацій обертання атомів, дослідники змусили рухатися ці атоми в просторі-часі, причому кожен атом через час повертався у вихідну точку.

Коли кожен атом закінчував повне коло, вчені вимірювали його спини і порівнювали з його початковим спином. Було виявлено, що спин атома не відповідав первісному, а невеликі відмінності, згідно з припущеннями, могли виникнути через те, що атоми рухалися у викривленому просторово-часовому континуумі. Розрахувавши параметри викривлення континууму, вчені визначили, що вони точно відповідають викривленням, створюваним, з точки зору теорії, монополем Янга.

Для того, щоб перевірити те, що викривлення континууму викликані дійсно присутністю монополя Янга, дослідники змушували атоми рухатися різними шляхами, навіть тими, які повинні огинати область викривлень і спотворень, що створюються. Атоми, що рухалися цим шляхом, повернувшись у вихідну точку, мали такий же спин, як і на самому початку, що вказувало на те, що їм вдалося уникнути впливу монополя.

Використовуючи наведений вище підхід і направляючи атоми різними шляхами, дослідники визначили, що монополь Янга є топологічним явищем, тобто. він має певні розміри та форму. А у своїх подальших дослідженнях вчені з'ясовуватимуть, яким чином можна буде змусити монополі Янга працювати на благо людства в різних квантових технологіях.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт