Cамообучающися фотонный компьютер

21.01.2013

Группа физиков под руководством Даниела Бруннера (Daniel Brunner) из университета Балеарских островов в Пальме-де-Майорка (Испания) сделала большой шаг на пути к созданию фотонного компьютера, создав рабочий прототип такого вычислительного устройства. Фотонный компьютер Бруннера и его коллег устроен по принципу так называемых вычислительных резервуаров. Подобные компьютеры похожи по своему устройству на искусственные или природные нейронные сети, и состоит из единичных узлов-синапсов. Каждая такая "нервная клетка" соединена с соседними узлами случайным образом и способна запоминать свои предыдущие состояния.

В отличие от обычных нейронных сетей, "вычислительный резервуар" может решать различные задачи и его можно легко перепрограммировать, не нарушая физическую структуру системы. Манипулируя свойствами синапсов, данную машину можно приспособить для решения сложных вычислительных задач, в том числе распознавания речи или изображений. Прототип Бруннера и его коллег устроен достаточно своеобразно - в качестве узлов нейросети выступают порции света, которые испускает один и тот же лазерный диод через строго отмеренные промежутки времени. Эти порции света двигаются по "кольцу", внутрь которого встроен источник входных данных - другой лазер, добавляющий новую информацию в цикл при помощи специального модулятора.

Для определения итогового результата работы компьютера другие приборы измеряют интенсивность излучения в каждой порции света, преобразуя его в цифровой вид. По словам ученых, при особой настройке лазеров и других компонентов один и тот же фотонный компьютер может одновременно исполнять несколько вычислений, что позволяет легко увеличивать его производительность и универсальность.

Ученые проверили свое изобретение в деле, "научив" компьютер преобразовать речь человека в цифры и вычислять некоторые сложные статистические функции. По словам физиков, их изобретение неплохо проявило себя - компьютер некорректно распознал лишь 0,01% произнесенных вслух цифр. Кроме того, устройство обладает очень высокой производительностью - за одну секунду оно "угадывает" 300 тысяч слов, что является рекордом для всех существующих на сегодня вычислительных устройств.

При расчете статистики прибор подтвердил свои качества - фотонный компьютер производил свыше 13 миллионов статистических операций в секунду, а скорость обмена данными превысила 1,1 гигабайта в секунду. Кроме того, данная модель фотонного компьютера имеет еще одно преимущество по сравнению с обычными компьютерами - низкое энергопотребление. Как отмечают Бруннер и его коллеги, их прототип расходует на распознавание одного слова в 200 раз меньше энергии.

Не следует ожидать, что подобные световые вычислители полностью заменят современную кремниевую электронику. Так, их сфера применения крайне ограничена, а информация в них представлена в крайне неудобном для использования виде. Тем не менее, подобные приборы смогут потеснить классические компьютеры во многих специализированных областях науки и техники, где требуется высокая скорость и параллельность вычислений.

<< Назад: Электронные ошейники для дрессировки собак 22.01.2013

>> Вперед: МКС станет заправочной станцией спутников 21.01.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Хлороформ против озона 04.01.2019 Как известно, озоновый слой, который находится на высоте в среднем 20-25 км (в разных широтах - по-разному, где выше, где-то ниже), защищает нас от наиболее опасной части солнечного ультрафиолета. Поэтому, когда оказалось, что озоновый слой истончается, это вызвало большое беспокойство. Нашли и главного виновника - хлорфторуглероды, которые использовались как хладагенты в холодильниках, пропелленты в аэрозольных баллонах, вспенивающие агенты и пр. Их производство и выброс в атмосферу попытались ограничить в 1987 году Монреальским протоколом, и это помогло - озоновый слой не только перестал разрушаться, но даже начал восстанавливаться. Однако исследователи из Массачусетского технологического института считают, что радоваться рано: у озонового слоя есть и другие враги, один из которых - хлороформ. Обычно у нас с ним связаны медицинские ассоциации, потому что когда-то его использовали как средство для наркоза, однако у него есть масса применений в промышленности; он нужен, к примеру, при производстве тефлона и охлаждающих агентов. Хлороформ не очень стабилен, его молекулы живут около пяти месяцев. Тем не менее, за такой срок они вполне могут подняться в стратосферу, к озоновому слою: здесь они разрушаются с образованием хлора, который, в свою очередь, разрушает озон. На самом деле то, что хлороформ разрушает озон, давно не секрет. Однако во времена Монреальского протокола наибольшее беспокойство вызывали стабильные, долгоживущие молекулы хлорфторуглеродов, поэтому вред от короткоживущих соединений, вроде хлороформа, считался чем-то незначительным. Теперь же настал черед обратить внимание и на короткоживущий хлороформ, поскольку его производство в последние годы сильно возросло. Сюэкунь Фан (Xuekun Fang) и его коллеги проанализировали данные со специальных станций, которые рассеяны по всему миру и которые собирают данные о химическом составе атмосферы с конца 70-х годов прошлого века. Оказалось, что концентрация хлороформа в атмосфере заметно увеличилась с 2010 г. по 2015 г. По сравнению с периодом между 2000 и 2010 гг., когда ежегодно в атмосферу выбрасывалось около 270 килотонн хлороформа, к 2015 году эта цифра доросла до 324 килотонн. Причем в Северном полушарии хлороформа в три раза больше, чем в Южном, и источник его в Северном полушарии - Восточная Азия: станции наблюдения за атмосферой показали, что именно в Восточной Азии хлороформа выбрасывалось больше и чаще, чем в других регионах. А местные тайфуны и муссоны только помогают ему быстрее подняться к озоновому слою. Впрочем, тут стоит бояться не того, что хлороформ разрушит озоновый слой, а того, что он замедлит его восстановление. Ученые выяснили, что если выбросы хлороформа останутся на уровне 2015 года, то восстановление озонового слоя задержится на несколько месяцев. Если же его количество в атмосфере будет так же расти до 2050 года и дальше, то озоновый слой восстановится с задержкой от четырех до восьми лет.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026