Cambridgen, Southamptonin ja Cardiffin yliopistot sekä venäläisen Skolkovo-instituutin tutkijat ovat käyttäneet kvanttihiukkasia eli polaritoneja, jotka ovat puoliksi valoa ja puoliksi ainetta, toimimaan majakkana osoittamassa tietä yksinkertaisempaan ratkaisuun monimutkaisissa ongelmissa. Tekniikan avulla voidaan rakentaa uudenlainen tietokone, jolla voidaan mahdollisesti ratkaista tällä hetkellä ratkaisemattomia ongelmia monilla eri aloilla, kuten biologia, rahoitus tai avaruusmatkat.
Teknologinen kehityksemme – kykymme mallintaa esimerkiksi proteiinin kerrostumista ja rahoitusmarkkinoiden käyttäytymistä uusien materiaalien kehittämiseen - riippuu kyvystämme löytää ongelman matemaattisen muotoilun optimaalinen ratkaisu: absoluuttinen vähimmäismäärä askelia, joita tarvitaan ongelman ratkaisemiseksi.
Optimaalisen ratkaisun etsiminen on analoginen etsiä alhaisinta pistettä vuoristoisessa maastossa. Retkeilijä voi löytää notkelman mutta seuraavan vuoren takana voi olla vielä syvempi notkelma. Tällainen haku voi tuntua turhauttavalta luonnollisessa maastossa, mutta miten monimutkainen se on äärettömiin ulottuvassa avaruudessa.
Nykyaikaiset supertietokoneet pystyvät käsittelemään tällaisia ongelmia vain pienellä osajoukolla ja jopa hypoteettinen kvanttitietokone tarjoaa parhaimmillaankin vain nelinkertaisen nopeuttamisen "brute-force" -haulle globaalin minimin etsintään.
Tutkijat lähestyivät ongelmaa uudesta näkökulmasta: mitä jos sen sijaan, että haetaan vuoristomaaston alita pistettä, täytetään maisema maagisella pölyllä, joka loistaa vain syvimmällä tasolla, jolloin se muuttuu helposti havaittavaksi merkiksi ratkaisulle?
Tämän maagisen pölyn polaritoni syntyy valaisten laserilla valittujen atomien kerroksia. Näissä kerroksissa olevat eri elektronit absorboivat ja emittoivat tietyn värin valoa. Polaritonit ovat kymmenentuhatta kertaa kevyempiä kuin elektronit ja saattavat saavuttaa riittävän tiheyden muodostamaan Bose-Einstein-kondensaatin, jossa polaritonien kvanttifaasit synkronoivat ja muodostavat yhden makroskooppisen kvanttiobjektin, joka voidaan havaita fotoluminenssimittauksilla.
Tutkijat kertovat olevansa vasta alussa tutkia polaritonigraafien mahdollisuuksissa monimutkaisten ongelmien ratkaisemiseksi. - Parhaillaan parannamme laitettamme satoihin solmuihin testaten samalla sen perustavaa laatua olevaa laskentatehoa. Lopullinen tavoite on mikrosiruinen kvanttisimulaattori, joka toimii ympäristön olosuhteissa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 12.10.2017
Kun verkkojen välisten yhdyskäytävien toteuttamisessa ollaan siirtymässä enenevässä määrin yhdessä tapahtuvaan reunalaskennan ja tekoälyn hyödyntämiseen, yksi järjestelmäkomponentti tahtoo jäädä turhan vähälle huomiolle: ihmisen ja koneen välisen rajapinnan toteuttava laite. Näin voi käydä esimerkiksi käytettäessä laitekehikkoja tai tietokonekoteloita järjestelmäarkkitehtuuriin kuuluvien edge-solmujen tekoälytoimintojen sijoituspaikkoina, kirjoittaa Advantech artikkelissaan.
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
