Fujitsu blog: készül a kvantumszámítógép riválisa

Ahogyan közelítik a hagyományos számítógépek a gyártástechnológia kicsinyítésének fizikai korlátait, úgy lassul a hardverek fejlesztésének üteme is. Világszerte a nagyvállalatok és egyetemek kutatólaboratóriumaiban keresik az új alapanyagokat és a gyökeresen új architektúrákat, amelyekkel fenn lehetne tartani a fejlődést. A Fujitsu Laboratories a Torontói Egyetemmel együttműködve a kombinatorikus optimalizálás területén kutat, ahol a kvantumszámítógépeknek terem babér, melyek természetüknél fogva sokkal gyorsabban próbálgatják ki a lehetséges kombinációkat (például egy gráf bejárásánál), mint ahogyan a hagyományos számítógépek matematikai algoritmusok alapján tennék.


[+]

A kvantumszámítógépek viszont kvantummechanikai jelenségek alapján működnek, így nehéz programozni, vagyis különböző feladatok elvégzésére alkalmazni őket. Csak azt tudják, amit a fizika megenged nekik, viszont azt nagyon. A Fujitsu újszerű megoldása a klasszikus félvezető technológiáknál maradt, a szokásos számítógépes architektúrák mellett viszont rugalmasan alakíthatóakat is használ, aminek köszönhetően a kvantumszámítógépekkel ellentétben többféle feladatnál is bevethető, ráadásul több ilyen számítási egység párhuzamosan futtatható, ezzel tovább növelve a végrehajtási sebességet.


[+]

A Fujitsu Laboratories az architektúra prototípusát FPGA-k segítségével hozta létre, és arra a megállapításra jutott, hogy a hagyományos számítógépeknél lényegesen nagyobb sebességre képes kombinatorikai feladatok megoldásában, amit például portfólió-elemzéshez vagy más bonyolult, soktényezős döntéshozatali területeken lehet kihasználni. Az alapvető építőelemek digitális áramkörök, ezeket hierarchikus struktúrába rendezték minimalizálva az adatáramlást az egyes blokkok között, hogy működésük jól párhuzamosítható legyen. Mivel a struktúra minden eleme össze van kapcsolva egymással, többféle feladat megoldására felprogramozható.


[+]

Az alapelemek a szokásos valószínűségszámítási technikák segítségével igyekeznek az aktuális állapotból előnyösebb állapotba jutni, ami a kombinatorikus optimalizálás hagyományos módszere. Gondoltak az olyan helyzetekre is, amikor a folyamat megakad egy lokális minimumnál, ahonnan már nem tud jobb helyzetbe kerülni, de mégsem a legjobb állapotig jutott. Ilyenkor ismételten egy konstanst ad hozzá a lehetséges továbblépési állapotokhoz, ami növeli a patthelyzetből kijutás esélyét.


[+]

Az FPGA-kkal megvalósított alapelemek az 1024 bites kombinációkkal leírható feladatokkal tízezerszer olyan gyorsan végeznek, mint a hagyományos számítógépek. A jelenleg még csak fejlesztési stádiumban lévő architektúrával 2018-ra szeretnének eljutni arra a szintre, hogy gyakorlatban is felhasználható legyen százezer és egymillió bit között leírható, valós kombinatorikai optimalizálási feladatok megoldására.

  • Kapcsolódó cégek: