Створено квантовий комп’ютер “для бідних”, що працює при кімнатній температурі

Дослідники з університетів Тохоку і Пердью розробили нетрадиційну обчислювальну схему, побудовану на використанні теплових флуктуацій, і продемонстрували працездатність цієї концепції для імовірнісних обчислень.

Імовірнісні обчислення — обчислення з використанням імовірнісних бітів, або p-бітів, стан яких коливається між «0» і «1». Можна провести аналогію з квантовими обчисленнями, в яких використовується суперпозиція квантових бітів або q-біт, що приймають значення «0» і «1» одночасно (точніше здатних перебувати у їх суперпозиції).

У створеному дослідниками елементарному імовірнісному комп’ютері, який заснований на концепціях асинхронних нейронних мереж, p-біти були реалізовані у стохастичному магнітному тунельному переході (s-MTJ). Для демонстрації була обрана цілочисельна факторизація як наочний приклад задач оптимізації.

Очікується, що квантові обчислення допоможуть вирішити складні завдання, включаючи оптимізацію, які класичні комп’ютери ефективно вирішити не можуть. У той час як більшість q-біт працюють при надзвичайно низькій температурі і часто взаємодіють тільки з сусідніми q-бітами, p-біти спінтроніки можуть використовуватися як q-біти, але працюють при кімнатній температурі з можливістю кореляції електричними засобами з кількома p-бітами навіть на великих відстанях. Крім того, p-біти можуть бути реалізовані шляхом невеликої зміни технології магніторезистивної пам’яті з довільним доступом (MRAM).

Продемонстрована обчислювальна схема, заснована на технології спінтроніки, особливо приваблива для певних класів задач, де прийнятні наближені рішення, тому що імовірнісний комп’ютер використовує природну стохастичность s-MTJ замість штучного введення її в детермінований комп’ютер. Порівняно з квантовими комп’ютерами імовірнісні комп’ютери спінтроніки привабливі з точки зору роботи при кімнатній температурі, простоти реалізації та наявності добре освоєних технологій MRAM.