- Các nhà nghiên cứu từ Đại học Tohoku Nhật Bản đã phát triển một mô hình toán học để mô tả những gì xảy ra bên trong các nam châm nhỏ khi chúng dao động giữa các trạng thái khi có dòng điện và từ trường tác dụng.
- Phát hiện của họ, được công bố trên tạp chí Nature Communicationscó thể được sử dụng để phát triển các máy tính tiên tiến hơn có thể tính toán độ không đảm bảo trong khi diễn giải dữ liệu phức tạp.
- Có thể có nhiều cách chế tạo một chiếc máy tính như vậy, nhưng một số nhà khoa học đang nghiên cứu việc sử dụng các đoạn được gọi là các điểm nối đường hầm từ tính.
- Điều này cung cấp cho chúng ta khung toán học cần thiết để kết hợp các mối nối đường hầm từ tính vào p-bit và tạo ra các máy tính xác suất phức tạp.
Các nhà khoa học từ Đại học Tohoku của Nhật Bản đã tạo ra một mô hình toán học để giải thích những gì xảy ra bên trong các nam châm nhỏ khi chúng dao động giữa các trạng thái khi có dòng điện và từ trường đặt vào. Nghiên cứu của họ, được công bố trên Truyền thông thiên nhiêncó thể dùng làm cơ sở để tạo ra các máy tính phức tạp hơn có thể ước tính độ không đảm bảo trong khi giải mã dữ liệu phức tạp.
Các nhà nghiên cứu đang tập trung nhiều hơn vào tính toán xác suất
Ngay cả khi máy tính truyền thống đã giúp chúng ta tiến xa đến mức này, vẫn có những vấn đề mà chúng không thể giải quyết một cách hiệu quả. Để khắc phục điều này, các nhà khoa học đã bắt đầu phát triển các máy tính có thể sử dụng các nguyên lý vật lý lượng tử để phát hiện các mô hình trong các tình huống khó khăn. Tuy nhiên, những chiếc máy tính được gọi là máy tính lượng tử này vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu ban đầu và cần nhiệt độ cực thấp để hoạt động vì chúng rất nhạy cảm với môi trường.
Tháng trước, chúng tôi đã thảo luận về cách máy tính xác suất (máy tính p) có thể rất quan trọng để phát triển hệ thống AI và ML hiệu quả. Các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm các mô hình điện toán mới vì các máy tính cổ điển hiện đang được sử dụng không thể hoàn thành nhiệm vụ đó theo cách tiết kiệm năng lượng. Mặc dù vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và rất nhạy cảm với môi trường, máy tính lượng tử dựa trên qubit có thể giúp giải quyết những thách thức này.
Máy tính Qudit mở ra những khả năng vô tận bằng cách vượt qua hệ nhị phân
P-bit, hay bit xác suất, vận hành máy tính P bằng cách tương tác với các p-bit khác trong cùng hệ thống. Các bit P hoạt động ở nhiệt độ bình thường và dao động giữa các vị trí, không giống như qubit, có thể ở nhiều trạng thái đồng thời và tương tự như các bit trong máy tính truyền thống, ở dạng 0 hoặc một 1 tình trạng.
Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang tập trung nhiều hơn vào tính toán xác suất. Một máy tính loại này, có thể chạy ở nhiệt độ phòng, sẽ có thể suy ra các giải pháp khả thi từ đầu vào phức tạp. Suy ra thông tin về một người bằng cách xem xét hành vi mua hàng của họ là một ví dụ đơn giản về loại vấn đề này. Thay vì đưa ra một câu trả lời dứt khoát, duy nhất, máy tính sẽ tìm kiếm các khuôn mẫu và đưa ra dự đoán chính xác về câu trả lời có thể là gì.
Có thể có một số cách để xây dựng một máy tính như vậy. Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu đang xem xét sử dụng các thành phần được gọi là mối nối đường hầm từ tính. Chúng được cấu tạo từ hai lớp kim loại từ tính cách nhau bởi một chất cách điện rất mỏng. Các electron xuyên qua lớp cách điện khi các thiết bị từ tính nano này được kích hoạt bằng nhiệt khi có dòng điện và từ trường.
Điện toán lượng tử trở thành dịch vụ có thể truy cập được với máy tính lượng tử dựa trên đám mây
Chúng có thể thay đổi hoặc tạo ra các biến thể bên trong nam châm tùy theo chuyển động quay của chúng. Tính toán xác suất có thể dựa trên những biến động này, còn được gọi là p-bit, là một giải pháp thay thế cho việc bật/tắt hoặc 0/1 bit mà tất cả chúng ta đều quen thuộc với máy tính cổ điển. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu phải có khả năng giải thích tính chất vật lý của các mối nối đường hầm từ tính để thiết kế các máy tính xác suất.
“Chúng tôi đã làm rõ bằng thực nghiệm ‘số mũ chuyển mạch’ chi phối sự dao động dưới các nhiễu loạn gây ra bởi từ trường và mômen xoắn truyền trong các mối nối đường hầm từ tính. Điều này mang lại cho chúng ta nền tảng toán học để triển khai các mối nối đường hầm từ tính vào p-bit nhằm thiết kế các máy tính xác suất một cách tinh vi.
Công việc của chúng tôi cũng chỉ ra rằng những thiết bị này có thể được sử dụng để nghiên cứu vật lý chưa được khám phá liên quan đến hiện tượng kích hoạt nhiệt”, Shun Kanai từ Viện Nghiên cứu Truyền thông Điện tại Đại học Tohoku giải thích.
