12 Ocak 2024
(Nanowerk Gündemi) Dijital cihazlarımız giderek daha karmaşık hesaplamalarla uğraşırken, bilim adamları yeni hesaplama paradigmaları konusunda ilham almak için fiziğe yöneldiler. İlgi çekici bir yaklaşım, elektrik sinyallerini geleneksel işlemciler gibi silikon üzerinden göndermek yerine, bilgileri uzayda yayılan elektromanyetik veya akustik dalgalar halinde kodluyor. Bu dalga tabanlı bilgisayarlar, sorunları inanılmaz hızlarda (teorik olarak ışık hızına kadar) çözebilir. Bu tür aşırı hızlar, veri işlemenin kasıtlı girişim desenleri aracılığıyla doğası gereği dalga ortamında gerçekleşmesi nedeniyle ortaya çıkar. Dijital devrelerde olduğu gibi performansı düşüren basamaklı mantık kapıları yoktur. Dalga formları hem genlik hem de faz verilerini içerir ve basit açma-kapama ikili rakamlarla karşılaştırıldığında bilgi kapasitesini zenginleştirir. Dalga bilgisayarları, tekrarlanan analogdan dijitale dönüşümlere ihtiyaç duymadan, geleneksel bilgi işlem mimarilerinin gelişimini kısıtlayan büyük bir darboğazdan kaçınır. Uzmanlar yıllardır pratik dalga tabanlı sistemler oluşturmaya çalıştı ancak karmaşıklık, özelleştirilebilirlik ve üretilebilirlik konusundaki doğal zorluklar ilerlemeyi engelledi. Pratik dalga tabanlı bilgisayarları hayata geçirmenin son derece zor olduğu kanıtlandı. Önceki konseptler, üretilemeyen tasarımlara yol açan karmaşık optimizasyon algoritmaları gerektiriyordu. Yapılandırılabilir devre dizilerine dayanan alternatif yaklaşımlar, pratik olmayan sayıda faz kaydırıcı ve amplifikatöre ihtiyaç duyuyordu. Tüm bu kurulumlar uygulamaya özeldi ve geniş kapsamlı problem çözme esnekliğinden yoksundu. Şimdi, Çin'deki Güneydoğu Üniversitesi'nden bilim insanları, kullanarak büyük bir atılım gerçekleştirdiler. meta yüzeyler – elektromanyetik dalgalar üzerinde devrim niteliğinde kontrol vaat eden önemli bir fotonik teknoloji. Öncü metayüzey bilgisayarları, çok daha hızlı dijital süper bilgisayarları felce uğratacak hızlı analog matris hesaplamalarını etkili bir şekilde gerçekleştiriyor.
2N bağlantı noktalı bir iletim ağı ve N özdeş 4 bağlantı noktalı kuplörden oluşan metasurface tabanlı CME çözücünün şematik diyagramı. (Wiley-VCH Verlag'ın izniyle yeniden basılmıştır) (büyütmek için resme tıklayın) Ekip bulgularını şu şekilde rapor ediyor: Gelişmiş Fonksiyonel Malzemeler (“Hesaplamalı Meta Yüzeye Dayalı Karmaşık Matris Denklem Çözücü”).
Matris denklemleri, makine öğrenimi optimize edicilerinden yapısal mekanik simülasyonlarına kadar her şeyi modelleyerek bilim ve mühendislik alanlarında belirgin bir şekilde öne çıkıyor. Bunları dijital olarak çözmek, önemli miktarda bilgi işlem gücü gerektirir ve analog dalga tabanlı mimarilere olan yoğun ilgiyi motive eder.
Yeni meta-yüzey çözücünün özü, gelen dalgaların genliğini ve fazını değiştiren 1,176 hassas biçimde ayarlanmış öğeden oluşan bir ızgaradan oluşan hesaplamalı elektromanyetik yüzeyinde yatmaktadır. Bu yeniden programlanabilir nanofotonik ortam, giriş sinyallerini aktif olarak istenen çıkış verilerine dönüştürerek matematiği meta yüzeyin içine fiziksel olarak yerleştirir.
Çözücüyü çalıştırmak için karmaşık matris denklemleri iki bileşene dönüştürülür: katsayı matrisi ve sabit vektör. Bu veriler, iki giriş portuna giren elektromanyetik dalgalara etki eder. Sinyaller metayüzey bölgesi boyunca yayıldıkça, dağınık yansımalar yoluyla karmaşık girişim hesaplamalarına tabi tutulurlar. Nihai sonuç, giden dalgalara kodlanan çıkış bağlantı noktalarında ortaya çıkar.
Dikkat çekici bir şekilde, dalgalar ışık hızına yakın bir hızda geçerken tüm bu süreç neredeyse anında tamamlanıyor. Dijital işlemcilerdeki gibi sistematik mantık kapısı gecikmeleri yoktur. Metayüzey bilgisayarı aynı zamanda silikon muadillerine göre çok daha az güç tüketerek işletme maliyetlerini önemli ölçüde azaltıyor.
En önemlisi, operasyonel prensip, yalnızca metayüzey tasarımını ve giriş sinyallerini değiştirerek rastgele karmaşık matris denklemlerinin çözülmesine izin verir. Böylece aynı donanım platformu, temel mimari değişiklikleri olmaksızın çeşitli sorunlara uyum sağlar. Bu programlanabilirlik, temel matematik işlemleri için bile özel tasarımlara ihtiyaç duyan önceki nesil bilgisayarlarda bulunmayan önemli derecede çok yönlülük sağlar.
Bireysel metayüzey elemanlarının ayarlanmasının şu ana kadar zor olduğu kanıtlandığından, mevcut prototip, sabit denklemler için yeniden yapılandırılamayan bir çözücü göstermektedir. Ancak dinamik metayüzey teknolojisindeki hızlı ilerleme, araştırmacıların talep üzerine yeniden yapılandırabileceği tamamen yazılım tanımlı metayüzey bilgisayarlarına işaret ediyor. Makale ayrıca, daha yüksek frekanslarda çalışmanın genel boyutu azaltacağını ve daha büyük meta yüzeylerin daha büyük matris hesaplamalarını çözebileceğini belirtiyor.
Ek olarak, meta yüzeylerin ölçeklenebilir düzlemsel geometrisi, mimariyi genişletmeyi, dalga hesaplama için denenen önceki 3 boyutlu meta malzeme yapılarından daha uygulanabilir hale getirir. Güçlü bir şekilde geliştirilirse, bu tür hızlı yeniden yapılandırılabilir metasurface matris çözücüleri, hava tahmininden optimizasyon araştırmasına kadar ağır sayısal analiz gerektiren sektörleri belirgin şekilde dönüştürebilir.
Öncü metayüzey çözücü, gerçek zamanlı dalga hesaplama ile pratik programlanabilirlik arasında uzun zamandır beklenen bir köprü kurar. İlk prototip 5 x 5'lik sınırlı bir matris boyutunu ele alırken, daha fazla öğe daha yüksek boyutları sıralayabilir. Aslında, meta yüzeylerin ölçeklenebilir düzlemsel geometrisi, büyük problemlerin çözülmesini, daha önce denenen hacimli 3 boyutlu meta malzeme yapılarından daha kolay bir şekilde uygulanabilir hale getiriyor.
Araştırmacılar, çeşitli test matrisi denklemlerini doğru bir şekilde çözerek tasarımlarını simülasyonlar ve ölçümler yoluyla kapsamlı bir şekilde doğruladılar. Dört simülasyon test senaryosunda meta-bilgisayar, ortalama %21 gibi oldukça düşük hata oranlarına sahip çözümler üretti. Üretilen bir prototip üzerinde yapılan deneyler, mimarinin 3x3 matris için fizibilitesini daha da doğruladı ve sekiz farklı matris probleminin çözümlerini başarıyla hesapladı. Niceliksel olarak, ölçülen bu çözümler ortalama %25'in altında hata gösterdi; bu, rakip elektronik analog hesaplama şemalarının ilk kıyaslamalarıyla aynı düzeydeydi. Baskın hatalar, nanofabrikasyondaki toleranslardan ve çıktı verilerinin hassas bir şekilde okunmasındaki zorluklardan kaynaklanıyordu.
Her iki faktörün de en son teknolojiye sahip mikro-nanofabrikasyon tesislerinden ve yüksek hassasiyetli metroloji ekipmanından yararlanılarak önemli ölçüde iyileştirilmesi gerekmektedir. Daha fazla iyileştirmeyle metayüzey bilgisayarları, aşırı hız gerektiren özel görevler için dijital teknikleri geride bırakabilir.
Daha fazla iyileştirmeyle metayüzey bilgisayarları, radar görüntüleme, bilimsel modelleme ve veri analitiği gibi aşırı hızlar gerektiren özel görevler için dijital işlemcileri geride bırakabilir. Şaşırtıcı bir şekilde, yüksek verimlilikleri aynı zamanda düşük güçlü uç bilgi işlem uygulamalarına da uygun olabilir. Bu çığır açıcı çalışma, karmaşıklık, özelleştirilebilirlik ve fiziksel gerçekleştirilebilirlik konularında önceki dikkat çekici darboğazları ele alarak meta yüzey bilişimi için hayati temeller atıyor.
– Michael, Royal Society of Chemistry tarafından yazılan üç kitabın yazarıdır:
Nano-Toplum: Teknolojinin Sınırlarını Zorlamak,
Nanoteknoloji: Gelecek Küçük, ve
Nano-mühendislik: Teknolojiyi Görünmez Yapan Beceri ve Araçlar
Telif Hakkı ©
Nanowerk LLC
Spotlight konuk yazarı olun! Geniş ve büyüyen grubumuza katılın konuk katkıda bulunanlar. Nanoteknoloji topluluğuyla paylaşmak için bilimsel bir makale yayınladınız mı veya başka heyecan verici gelişmeleriniz mi var? Nanowerk.com'da nasıl yayınlayacağınız burada.
- SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
- PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
- PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
- PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
- PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
- Kaynak: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64403.php
- :vardır
- :dır-dir
- $UP
- 1
- 10
- 12
- 31
- 32
- 3d
- 7
- 8
- 9
- a
- tam olarak
- elde
- akustik
- karşısında
- aktif
- uyarlar
- Ayrıca
- algoritmalar
- Türkiye
- veriyor
- neredeyse
- Ayrıca
- an
- analiz
- analytics
- ve
- uygulamaları
- yaklaşım
- yaklaşımlar
- mimari
- ARE
- etrafında
- AS
- At
- teşebbüs
- yazar
- ortalama
- ortalama
- önlemek
- merkezli
- temel
- Çünkü
- altında
- kriterler
- Berger
- ısmarlama
- arasında
- büyük
- boş
- Kitaplar
- her ikisi de
- darboğazları
- sınırları
- buluş
- KÖPRÜ
- geniş
- inşa etmek
- fakat
- by
- CAN
- Kapasite
- durumlarda
- Merkez
- zorluklar
- değişiklikler
- kimya
- Çin
- tıklayın
- CM uzantısı
- topluluk
- karşılaştırıldığında
- rakip
- karmaşık
- karmaşıklık
- bileşenler
- oluşan
- içeren
- bilişimsel
- hesaplamalar
- bilgisayar
- bilgisayarlar
- bilgisayar
- işlem gücü
- kavramlar
- sabit
- içermek
- kontrol
- geleneksel
- dönüşümler
- dönüştürülmüş
- maliyetler
- olabilir
- sakat
- En önemlisi
- püf noktası
- akım
- veri
- Veri Analizi
- veri işleme
- Tarih
- gecikmeleri
- talep
- talepleri
- gösteriyor
- Dizayn
- tasarımlar
- İstediğiniz
- gelişmiş
- gelişmeler
- Cihaz
- zor
- dijital
- dijital
- basamak
- boyutlar
- farklı
- çeşitli
- baskın
- aşağı
- dinamik
- kenar
- kenar hesaplama
- etkili bir şekilde
- verimlilikleri
- sekiz
- Elektronik
- elemanları
- katıştırma
- ortaya
- etkinleştirme
- kodlanmış
- Mühendislik
- büyütmek
- çok
- zenginleştirici
- girme
- Tüm
- denklemler
- ekipman
- eşdeğerleri
- hata
- Hatalar
- kurar
- Hatta
- her şey
- evrim
- heyecan verici
- genişleyen
- deneyler
- uzmanlara göre
- aşırı
- tesisler
- gerçek
- faktörler
- uzak
- Daha hızlı
- fizibilite
- Özellikler(Hazırlık aşamasında)
- son
- bulgular
- sabit
- Esneklik
- esnek
- İçin
- Temeller
- dört
- itibaren
- tamamen
- fonksiyonel
- temel
- daha fazla
- gelecek
- kapı
- Gates,
- geometri
- almak
- gif
- yardımlar
- Grid
- grup
- Büyüyen
- Konuk
- sap
- Kolları
- olur
- donanım
- Var
- ağır
- Yüksek
- daha yüksek
- Ne kadar
- Nasıl Yapılır
- Ancak
- HTTPS
- özdeş
- if
- görüntü
- Görüntüleme
- iyileştirmek
- in
- olay
- giderek
- inanılmaz
- bireysel
- bilgi
- doğal
- ilk
- giriş
- içeride
- ilham
- hemen
- faiz
- girişim
- içine
- karmaşık
- ilgi çekici
- doğal olarak
- ONUN
- kendisi
- kaydol
- jpg
- sadece
- anahtar
- eksik
- büyük
- büyük
- Lays
- öğrenme
- az
- kaldıraç
- yalan
- ışık
- sevmek
- Sınırlı
- mantık
- logo
- uzun zamandır beklenen
- baktı
- Düşük
- makine
- makine öğrenme
- büyük
- YAPAR
- Yapımı
- matematik
- Matris
- Mayıs..
- ölçülü
- ölçümler
- mekanik
- orta
- Metroloji
- Michael
- Orta
- Modelleme
- değiştirmek
- Daha
- çok
- isim
- Nanoteknoloji
- yakın
- gerekli
- gerek
- ağ
- yeni
- yok hayır
- notlar
- şimdi
- sayılar
- of
- on
- On-Demand
- işletmek
- işletme
- işletme
- Operasyon
- optimizasyon
- or
- Diğer
- bizim
- çıktı
- tekrar
- tüm
- kâğıt
- paradigmalar
- desen
- performans
- gerçekleştirir
- izin
- faz
- PHP
- fiziksel
- fiziksel olarak
- Fizik
- Öncü
- platform
- Platon
- Plato Veri Zekası
- PlatoVeri
- noktaları
- portları
- güç kelimesini seçerim
- Pratik
- tam
- tahmin
- önceki
- Önceden
- prensip
- Önceki
- Sorun
- sorunlar
- süreç
- işleme
- işlemciler
- Ilerleme
- umut verici
- yayılan
- prototip
- kanıtlanmış
- yayınlamak
- yayınlanan
- yayımcı
- itme
- radar
- hızlı
- oranlar
- daha doğrusu
- Okuma
- gerçek zaman
- fark
- azaltmak
- azaltarak
- Yansımalar
- bölge
- tekrarlanan
- Raporlar
- araştırma
- Araştırmacılar
- sonuç
- Sonuçlar
- devrimci
- kraliyet
- s
- aynı
- ölçeklenebilir
- dağınık
- şemaları
- Bilim
- bilimsel
- bilim adamları
- Sektörler
- kurulum
- birkaç
- paylaş
- meli
- gösterdi
- sinyalleri
- önemli
- Silikon
- Basit
- simülasyon
- beden
- becerileri
- Toplum
- Çözümler
- ÇÖZMEK
- çözer
- Çözme
- aranan
- güneydoğu
- uzay
- özel
- hız
- hızları
- spot
- state-of-the-art
- saplı
- yapısal
- yapılar
- önemli
- esasen
- Başarılı olarak
- böyle
- Takım elbise
- süper
- yüzey
- aşmak
- Sistemler
- tackling
- görevleri
- takım
- teknikleri
- Teknoloji
- test
- göre
- o
- The
- Gelecek
- Bilgi
- ve bazı Asya
- Onları
- Orada.
- Bunlar
- onlar
- Re-Tweet
- üç
- İçinden
- Böylece
- Başlık
- için
- araçlar
- karşı
- geleneksel
- Dönüştürmek
- dönüşümler
- transit
- iki
- uğramak
- üniversite
- Güncellemeler
- URL
- kullanma
- valide
- değişen
- hız
- Doğrulanmış
- çok yönlülük
- üzerinden
- yaşayabilir
- hayati
- dalga
- dalgalar
- hava
- vardı
- hangi
- süre
- ile
- içinde
- olmadan
- İş
- olur
- X
- yıl
- vermiştir
- verimli
- sen
- zefirnet