"Вычисления на осцилляторах" редко попадают в заголовки новостей, однако эта область развивается и демонстрирует немалый потенциал.
Свежее достижение пришло из эксперимента, в котором исследователям удалось синхронизировать 105 000 наноосцилляторов всего за 45 наносекунд, потратив при этом крайне мало энергии.
Если говорить простыми словами, вся сетка из крошечных магнитов после первоначального возмущения полностью синхронизировалась в течение 45 нс. Процесс опирается на собственный спин магнитов, напоминая расходящуюся по поверхности воды рябь.
Каждый осциллятор имеет размер 10–20 нм в поперечнике, а результат в 105 000 элементов почти в 1000 раз превосходит предыдущую демонстрацию с 64 осцилляторами. Это доказывает, что технология поддается масштабированию.
В новом эксперименте время синхронизации почти не росло с добавлением новых осцилляторов. При 100 осцилляторах оно составляло 10 нс и увеличилось лишь до 45 нс при 105 000 элементах.
Для вычислений это означает, что подобные сетки способны решать определенные классы задач, которые удобно представить через распространяющиеся волны, прямо или косвенно. В широком смысле подходит почти все, что связано с волнами, статистикой, аппроксимацией и распознаванием образов.
Со временем такие сетки могут стать программируемыми за счет манипуляций частотами, фазами и силой связи осцилляторов. Результат затем считывается путем измерения того, как сетка приходит в синхронизированное состояние.
Отталкиваясь от этого, к практическим применениям можно отнести высокоскоростные коммуникационные сети, финансовое и научное моделирование, аналитику данных в реальном времени и даже ускорение работы ИИ.
В научной статье отдельно отмечается, что сетки могут работать на десятках ГГц, расходуя при этом немного энергии.
Показатель в 45 наносекунд, за которые сетка осцилляторов стабилизируется, примерно соответствует времени, которое обычному процессору требуется на выполнение одного вычисления по всей матрице.
В отличие от квантовых вычислений, где для сохранения когерентности нужна обширная и сложная коррекция ошибок, массив осцилляторов после стабилизации выдает исключительно четкий сигнал.
Точность в эксперименте с осцилляторами превысила один миллион, а значит, итоговая частота волны была четко определена и легко читалась.
Конечно, все это не значит, что рыночные решения будут доступны в ближайшее время – вероятно, после 2030 годов.
