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Qubit de Poor Man: le premier matériel d'un ordinateur probabiliste maintenant disponible

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Les problèmes quantiques peuvent désormais être résolus sans l'utilisation d'un ordinateur quantique. Une nouvelle recherche menée par des ingénieurs de l'Université Purdue et de l'Université Tohoku au Japon a dévoilé le nouveau matériel des chercheurs - un ordinateur probabiliste - qui peut résoudre des problèmes quantiques sans utiliser d'ordinateurs quantiques.

L'ordinateur probabiliste avec son nouveau matériel a des unités fondamentales - appelées p-bits - qui peut effectuer un calcul que seul un ordinateur quantique peut résoudre.

L'étude a été publiée cette semaine dans La nature.

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Ordinateurs probabilistes

Le nouvel appareil construit par les ingénieurs servira de base à la construction d'ordinateurs probabilistes. Ces ordinateurs peuvent résoudre des problèmes dans des secteurs tels que la recherche sur les médicaments, le cryptage et la cybersécurité, l'analyse des données, ainsi que la logistique de la chaîne d'approvisionnement.

Quelle est la différence entre les ordinateurs probabilistes, les ordinateurs quantiques et les ordinateurs classiques?

Les ordinateurs que nous utilisons aujourd'hui stockent des informations dans 'morceaux'- chiffres binaires - soitdes zéros ou des uns. Utilisation des ordinateurs quantiques qubits - qui sont simultanément zéro et un.

En 2017, une autre recherche menée par Purdue a avancé l'idée qu'un ordinateur probabiliste pourrait faire de même, en utilisant des p-bits qui peuvent également fluctuer rapidement entre zéro et un.

Supriyo Datta, qui a dirigé la recherche de 2017, a déclaré: "Il existe un sous-ensemble utile de problèmes résolubles avec des qubits qui peuvent également être résolus avec des p-bits. On pourrait dire qu'un p-bit est un" qubit du pauvre "."

Une grande différence entre les qubits et les p-bits est que les qubits nécessitent des températures extrêmement froides pour fonctionner, alors que les p-bits peuvent fonctionner à température ambiante.

Le dispositif que l'équipe a construit est une version mise à jour de la mémoire vive magnétorésistive ou MRAM. Il est déjà utilisé dans certains ordinateurs actuels pour stocker des informations.

En utilisant l'orientation des aimants, l'appareil crée des états de résistance qui correspondent à zéro et un.

L'équipe de chercheurs de l'Université de Tohoku a changé un dispositif MRAM afin de le rendre plus instable, facilitant ainsi la fluctuation des p-bits. Ensuite, l'équipe Purdue a utilisé cet appareil et l'a combiné avec un transistor pour créer un trois terminaux unité capable de contrôler ces fluctuations.

L'ordinateur probabiliste est composé de huit unités p-bit interconnectées.

Que s'est-il passé lorsque l'ordinateur probabiliste a été mis à l'épreuve?

Il a réussi à résoudre un problème quantique. Il a décomposé des chiffres comme 35,161 et 945 en plus petits nombres, un calcul mieux connu sous le nom de factorisation d'entiers.

Ce type de problème peut, en fait, être résolu sur nos ordinateurs classiques. Cependant, les chercheurs ont montré qu'en utilisant un ordinateur probabiliste, moins d'espace et d'énergie sont utilisés.

"Sur une puce, ce circuit occuperait la même surface qu'un transistor, mais remplirait une fonction qui aurait nécessité des milliers de transistors. Il fonctionne également d'une manière qui pourrait accélérer le calcul grâce au fonctionnement en parallèle d'un grand nombre. de p-bits », a déclaré Ahmed Zeeshan Pervaiz, titulaire d'un doctorat. étudiant en génie électrique et informatique à Purdue.

En outre, Kerem Camsari, un associé postdoctoral Purdue en génie électrique et informatique, a déclaré: «Dans un proche avenir, les p-bits pourraient mieux aider une machine à apprendre comme un humain le fait ou optimiser un itinéraire pour les marchandises à voyager vers le marché.


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