Лазерные процессоры научат "мыслить"

Ученые неустанно ищут альтернативные пути для компьютерной обработки информации. Недавно сотрудники Массачусетского технологического института предложили использовать в процессорах лазер вместо электричества. А их британские коллеги для разработки "жидкого" мыслящего компьютера задались целью воссоздать работу минимального элемента мозга — нейрона.

Фото: Фото: AP

Специалисты Массачусетского технологического института считают, что продолжая наращивать мощность современных процессоров, мы столкнемся с очередным препятствием: перемещение данных между разными частями микросхемы будет занимать слишком много времени. Ведь сейчас информация доставляется в память по широкополосной связи.

Применение традиционных соединений на медном кабеле, по мнению американских ученых, становится нецелесообразным: они потребляют слишком много энергии для доставки данных. Кроме того, медь перегревается, и это накладывает дополнительные ограничения, поскольку инженеры должны искать пути рассеивания тепла. Одним словом, постоянно растущие скорости требуют создания микрочипов нового поколения.

В связи с насущной необходимостью ученые Массачусетского технологического института начали работу над созданием совершенно иного вида компьютерных процессоров, в котором информация будет передаваться при помощи света, а не электричества. Они уже продемонстрировали лазер, функционирующий при комнатной температуре, что может оказаться важным шагом на пути к принципиально иным компьютерным чипам.

Читайте также: Молекула-транзистор заставит компьютер думать быстрее

"Это очень важный прорыв, я бы сказал — один из максимально значимых в сфере компьютерных технологий, — отметил независимый эксперт в этой области, профессор кафедры электротехники и информатики из Калифорнийского университета в Беркли Эли Яблонович. — Открытие существенно снизит стоимость коммуникаций и сделает микрочипы более динамичными".

Передача данных при помощи лазеров, которые способны собрать свет в узкий мощный пучок, может стать дешевой энергосберегающей альтернативой электронике, - утверждают американские специалисты.

"Лазерные технологии — принципиально новое решение", — сказал Лайонел Кимерлинг, профессор Массачусетского технологического института, руководитель разработок. — Хотя лазеры привлекательны, материалы, использующиеся в них, например, арсенид галлия, довольно сложно интегрировать в новую систему. Поэтому мы надеемся, что эту проблему решит германиевый лазер".

Фото: AP

Исследователи пришли к выводу, что германиевые лазеры могут быть использованы не только для связующих, но и для логических элементов микросхем, — это поможет создать компьютеры, которые осуществляют обработку данных, используя свет вместо электричества.

Читайте также: Ученые учатся управлять квантовым компьютером

Но профессор Яблонович считает, что свет вряд ли заменит электричество полностью."Ядумаю, мы будем использовать свет для связи, а логические цепи все же останутся электрическими, — сказал исследователь. — Свет позволяет внутренним коммуникациям функционировать намного эффективнее, но сами логические элементы, скорее всего, будут и дальше работать на электричестве".

Пока в Массачусетском технологическом институте специалисты трудятся над внедрением лазерных технологий, их заокеанские коллеги из Великобритании задумали создать "полноценно мыслящий жидкий компьютер". Планируется, что обработка информации в этом устройстве будет аналогична работе нейронов человеческого мозга.

Британские специалисты, как и американские, также считают, что кремниевые технологии обладают ограниченными возможностями, и что в человеческом мозге те же процессы обработки информации проходят значительно быстрее. Поэтому ученые решили внимательно присмотреться к такой альтернативе.

О начале работы над новым проектом сообщили Морис Де Планк и Клаус-Петер Зонер. Первый ученый — биохимик, а второй — компьютерный инженер, и вместе они намерены воссоздать и адаптировать процессы, происходящие при обработке информации человеческим мозгом, таким образом, чтобы на их основе создать "химический транзистор" - устройство, в котором реакции заменяют электрические сигналы.

Британские ученые получили на разработку проекта 1,8 млн фунтов в рамках всеевропейской программы Future and Emerging Technologies. Подобные суммы выдаются лишь на самые перспективные направления науки и техники, обладающие мощным потенциалом. Для достижения трех основных задач отпущено три года. Впрочем, уже и эти намерения сегодня кажутся достаточно претенциозными.

"То, чем мы пока занимаемся, — комментирует Клаус-Петер Зонер, — это процесс воссоздания очень сложных, минимальных элементов компьютерного "мозга" — нейронов, но в результате из них может получиться полноценно мыслящий "жидкий компьютер".

Первая задача — создание липидных коацерватов, которые представляют собой небольшие капельки воды в оболочке из гидрофобного вещества, — грубо говоря, так устроены и клетки живых организмов.

Коацерваты должны содержать в себе доступную для средств контроля химическую среду, быть способными объединяться в сети и "контактировать" внутри этих сетей при помощи химических сигналов.

Вторая задача — разработка системы, подходящей для использования таких структур обработки информации, а также демонстрация этого процесса.

Третья — изучение потенциала и масштабов применения подобных технологий. Пока, как говорит Де Планк, "мы пробуем скопировать некоторые ключевые особенности нейронных сетей мозга — изучаем их способности к возбуждению, а также самовосстановлению и самосборке".

Что ж, может быть в скором времени компьютеры и вправду начнут думать также, как люди. Время покажет.

Читайте также на "Правде.Ру"