Stanford on loonud veepiiskade arvuti

Pärast enam kui kümneaastast uurimistööd on Stanfordi ülikooli teadlased loonud töötava arvuti, mis põhineb veepiiskade füüsilisel liikumisel. See on läbimurre füüsilises arvutustöös, mis saab arvuti kõige elementaarsema määratluse: mis tahes programmeeritav seade, mis suudab kanda loogilisi (matemaatilisi) toiminguid. Kombineerides tipptasemel teooria vedeliku dünaamikas ja väga-mitte-tipptasemel teooria arvutamisel, suutis meeskond luua sünkroonarvuti, mis põhineb täielikult vee füüsikal.



Nagu võite arvata, arvuti põhineb vee füüsilisel liikumisel on palju, palju aeglasem kui tavaline elektronide liikumisel põhinev arvuti, kuid see on kõrval. Keegi ei looda uut, ülikiiret vedelat protsessorit, kuid arvutitöö põhimõtteid ainega manipuleerides rakendades loodavad juhtivteadur Manu Prakash ja tema kraadiõppurid, et nad suudavad arvutuslikult muuta teaduse teisi valdkondi.



Prakash on tegelikult bioinsener - tema peamine eesmärk projektiga on luua platvorm tugevate ja ülikiirete keemiliste testide jaoks. Nende tehnika võib suunata potentsiaalselt miljoneid tilkasid kiibi ümber samaaegselt ja kõiki neid saab testimiseks laadida erineva kemikaaliga. Hästi läbimõeldud kiibist saaks mitu kuud keerulisi keemilisi eksperimente teha minutiteks - kui kiip on projekteeritud ja ehitatud, eksperiment kavandatud ning proovid tehtud ja laaditud kiibile.

Teadlane Manu Prakash (vasakul) ja koostööd tegevad kraadiõppurid Jim Cybulski ja Georgios Katsikis.

Teadlane Manu Prakash (vasakul) ja koostööd tegevad kraadiõppurid Jim Cybulski ja Georgios Katsikis.



Süsteem töötab rakendatud magnetvälja pideva pööramise põhjal. Kiibid, mis on praegu umbes pool postmargi suurusest, on varjatud väikeste hõlpsasti magnetiseeruvate raudvardadega; nende ribade paigutamine “Pac-Mani sarnastesse” labürintidesse pakub piiskade jaoks varjatud kanaleid. Igasse tilka infundeeritakse magnetilisi nanoosakesi, mis muudavad vee reageerima rakendatud magnetväljale, nii et nende varraste polaarsuse ümberpööramise abil saab meeskond otsustada, millise tee iga tilk läbib lati-labürindi kaudu.

Süsteem töötab ainult üldotstarbelise arvutina, kuna see on 'sünkroonne', mis tähendab, et see hoiab erinevaid toiminguid samas taktis - teadlaste sõnul saaksid nad potentsiaalselt juhtida miljoneid piiskasid korraga koos sama skaalatud versiooniga tehnoloogia. Tavapärases arvutis nimetatakse kõiki neid takte taktsükliks - veepiiskarvutis juhib seda lööki pööratav magnetväli. Mõlemal juhul tagab tsentraalne ajastusmehhanism, et isegi tuhanded erinevad teed ja interaktsioonid toimuvad kõik sama ajakava järgi ja saavad seega arvutuslike eesmärkide nimel koos töötada.

UNIVAC I

UNIVAC I vedelapõhine mälu.

Mõnel kõige varasemal arvutil, näiteks UNIVAC I-l, oli vedelal elavhõbedal põhinev arvutimälu - sisuliselt pole idee kujutada arvutiandmeid füüsilise ainega. Uus on idee, et kiibi füüsilist struktuuri saaks kasutada aine liikumise kindlaks, eelprogrammeeritud suunamiseks. Parima stsenaariumi korral võib selline paradigma muutus eksperimentaalse keemia lähenemisviisis põhjustada tavalises matemaatikas lubatud elektrooniliste arvutite eksponentsiaalse efektiivsuse kasvu.



Üks tõeline tõeline tõeline järgmise põlvkonna meditsiin on nn „organ on chip“ tehnoloogia, mis võimaldaks teadlastel testida ravimite ja muude ainete mõju teatud elunditele, viies need ained läbi väikese suure läbilaskevõimega aluse - tervete huvipakkuvate organite jaoks. Võimalusega kiiresti ja süstemaatiliselt testida tuhandete erinevate ainete koostoimeid, võib see idee kunagi usutavalt jõuda punktini 'üksik kiibil'.

Lähitulevikus on veepiiskade arvutamine põnev teostus millestki, mis oli teoreetiliselt alati teada: arvutitöö on põhimõtteliselt füüsiline protsess (kuni kvantarvutus saab täisealiseks, ma arvan) ja sellisena saab seda väljendada keskmise füüsiline aine. Nii on see palju vähem tõhus - kuid efektiivsus pole ainus eesmärk, mida tasub järgida.

Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com