На сегодняшний день большинству известны два вида компьютеров – полупроводниковый, обычный, который есть почти у всех нас. Также на слуху квантовый компьютер, который многим непонятный, но известно, что он работает с кубитами. Менее известны клеточные и прочая экзотика. Но недавно появился ещё один тип – вероятностный компьютер. Что это за зверь, на что похож и как работает?
Со школьной скамьи (уроки информатики) мы знаем, что современные компьютеры работают с битами, то есть хранят и обрабатывают информацию в виде единички и ноля. Причём бит может быть только единичкой или только нулём. Квантовые кубиты могут быть сразу в обеих ипостасях, что ускоряет вычислительную мощь на порядки. Но пока мы не научились чётко контролировать кубиты, поэтому ошибок вычислений пока много, поэтому до создания реального квантового компьютера для практических задач ещё далеко. Тем более, для его работы нужны температуры, близкие к абсолютному нулю.
Вероятностный компьютер
Так что же это такое? По сути, это нечто среднее (промежуточное) между традиционным компьютером и квантовым. Его основа – вероятностные биты – пи-биты или p-bits. Особенность этих пи-битов в том, что они могут принимать значение единички или нуля в любое время, то есть, это не только прямое переключение, это ещё вероятность этого переключения. Такие биты хранят в себе информации больше, чем обычные, но они недотягивают до квантовых компьютеров тем, что временное изменение недостаточно.
Сразу стоит отметить, что на вашем столе, вероятностный компьютер вряд ли появится, поскольку он не универсален. Пока такие компьютеры обрабатывают вычисления вероятностей. Обычные бинарные тоже могут это делать, но только с помощью специально смоделированного софта, вероятностные же компьютеры делают это напрямую, поэтому скорость вычислений в разы выше.
Как работает
В стандартной машинной логике переменные имеют всего два значения единичка или ноль, да\нет. Вероятностный использует логику Байеса, что добавляет в вычисления ещё одно значение – промежуточное. Транзисторы в таком компьютере работают не просто переключателем, скорее, это режим реостата, который изменяет направление тока и сопротивление. Ещё раз, реостат регулирует силу, напряжение тока, изменяя сопротивление внутри системы\устройства. Из примера можно взять электронный музыкальный инструмент – тональность и громкость меняются в зависимости от силы тока.
Главный плюс вероятностного компьютера в том, что он работает в обычных условиях, то есть ему не нужны криогенные камеры, как квантовым компьютерам. Некоторые учёные даже называют такие компьютеры «квантовыми на минималках», то есть бюджетный вариант, поскольку не требует дорогостоящих внешних условий.
Перспективы
Учёные продолжают проводить эксперименты с целью выявить уровень ошибочных операций. Нужно это для того, чтобы очертить пороговые условия, в которых может работать подобная система, что, в свою очередь, позволит определить спектр задач, решаемых вероятностным компьютером. Не исключено, что в недалёком будущем такие микропроцессоры будут интегрировать в обычные вычислительные системы, однако, скорее всего, это будут крупные сервера Дата-Центров и научные лаборатории. На данный момент даже предположительной стоимости такого компьютера никто озвучить не может.
Загрузка...