物理科技生物学-PHYICA

更快的模拟计算机可以基于复杂系统的数学

技术工程 2022-04-10 21:56:52

Faster analogue computer could be based on mathematics of complex systems逼着一个球在不同的井之间游走,寻找最深的。功劳:拉夫堡大学的研究人员提出了一种独特计算机的新原理,这种计算机将使用模拟技术代替数字或量子元件。这种独特的设备将能够以极快的速度进行复杂的计算——甚至可能比今天的超级计算机还要快,而且成本远远低于任何现有的量子计算机。

该原理使用时间延迟来克服优化问题中的障碍(从大量可能性中选择最佳选项),如谷歌搜索——旨在找到与搜索请求匹配的最佳结果。

与基于算法的优化不同,该过程不需要复杂的决策和复杂的计算机代码。

它有可能在没有基于模拟设备物理原理的数字计算机的情况下实现,模拟设备是数字时代之前的设备,如老式电视机。

理论上,要操作该设备,用户可以将音量控制手柄从最小设置转到最高设置,只是操作者将增加然后减少时间延迟的值,而不是音量。

Natalia Janson博士和Chris Marsden博士在AIP杂志《混沌》上发表的两篇论文中提出了这一建议。

詹森博士说,优化可以被看作是一个假想的高尔夫球在一个有许多不同宽度、形状和深度的井的景观上向着最低的井底的旅程。

任何优化设备都应该有一个机制,迫使高尔夫球在不同的井之间移动,同时寻找最深的井。

“人们可以想象地面像地震一样随机摇晃,让球跳过分隔油井的墙壁,”她说。这是由数字计算机模拟的典型过程。

“或者,这个球可以通过量子隧道穿透墙壁,这与直觉相反,量子隧道用于现有的量子计算机中。

"新的替代方法利用了非线性系统中出现的相当复杂的现象,这在数学上称为分叉。"

分叉是指在一个参数发生微小变化后,系统行为的剧烈变化。

詹森博士说:“在提议的设置中,通过在系统中加入时间延迟来引发分叉,时间延迟作为控制参数,它的增加有效地破坏了分隔景观中不同井的障碍,并允许虚拟高尔夫球探索不同的井。

“除了攀爬或挖掘障碍之外,通过延迟导致的分叉来消除障碍,可以提供另一种方法来克服优化问题中的障碍。”

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