Появился первый вероятностный компьютер

Совместную разработку представили японские и американские инженеры.

В основе работы современных компьютеров лежит представление информации в двоичной системе – в виде нулей и единиц. Даже самые сложные вычисления строятся на двоичном счислении. Многие связывают дальнейшее развитие компьютерных технологий с квантовыми компьютерами, прототипы которых сегодня создают многие современные IT-гиганты.

Идею вероятностного компьютера предложили в 2017 году ученые из Университета Пердью (США). Такой компьютер можно назвать некоторым компромиссом между классической ЭВМ и квантовой системой. Работа вероятностного компьютера построена на битах вероятности или пи-битах (p-bits), которые в любой момент времени с некоторой вероятностью могут принимать значения 0 или 1. Отчасти принцип похож на то, как работает квантовый компьютер, однако здесь используется обычая электроника, а значит система способна работать при обычных температурах, и не нужны громоздкие и дорогостоящие системы охлаждения. Кроме того, создать интерфейс для подключения вероятностного устройства к обычному компьютеру гораздо проще.

Часть задач, которые не под силу классическим компьютерам, но решаются на квантовых, можно решить и с помощью вероятностных систем. Дело только в меньшей мощности. Ученые в шутку называют пи-биты «битами для бедных».

Разработчикам из Университета Пердью и японского Университета Тохоку удалось собрать первое рабочее устройство, использующее вероятностный принцип. Для этого они модифицировали магниторезистивную оперативную память (MRAM), сделав устройство менее стабильным, чтобы появилась возможность случайных флуктуаций. Исследователи взяли восемь таких модулей памяти, присоединили к каждому транзистор, и объединили их в одну систему – первый вероятностный компьютер.

В качестве теста ученые выбрали задачу факторизации целых чисел, для которой не пригодны обычные компьютеры. Новый компьютер успешно справился с тестом, а разработчики уверяют, что вероятностный метод поможет справится и с гораздо более серьезными вычислениями.

Отдельно инженеры отметили компактность устройства, которое сопоставимо по размерам с транзистором, но в плане вычислений на несколько порядков мощнее.