Инженеры разработали оптический компьютер размером примерно с настольный ПК, который якобы может выполнять сложные вычисления на основе искусственного интеллекта (ИИ) за наносекунды, соперничая по производительности как с квантовыми, так и с классическими суперкомпьютерами.
Компьютер, получивший название LPU100, для выполнения вычислений с помощью процесса, называемого лазерной интерференцией, использует массив из 100 лазеров, сообщили представители стартапа LightSolver в заявлении от 19 марта.
В этом процессе оптимизационная задача, требующая решения, кодируется на физических препятствиях на пути лазеров с использованием устройства, называемого программируемым пространственным модулятором света. Эти препятствия побуждают лазеры корректировать свое поведение для минимизации потерь энергии, подобно тому, как вода естественным образом находит наиболее простой путь вниз, следуя по пути наименьшего сопротивления.
Быстро изменяя своё состояние для минимизации потерь энергии, лазеры достигают состояния с минимальными потерями энергии. Это напрямую соответствует решению проблемы.
Затем LPU100 использует обычные камеры для обнаружения и интерпретации этих состояний лазера, переводя их в математическое решение исходной задачи оптимизации.
По данным компании, LPU100 может выполнять сложные операции, такие как векторно-матричное умножение — требовательную вычислительную нагрузку — всего за 10 наносекунд. Это в сотни раз быстрее, чем ту же задачу могут выполнить самые быстрые графические процессоры (GPU).
Боб Соренсен (Bob Sorensen), старший вице-президент по исследованиям и главный аналитик по квантовым вычислениям Hyperion Research, сказал в своём заявлении, что технология LightSolver представляет собой «низкий барьер для входа для широкого круга продвинутых пользователей компьютеров».
Векторно-матричное умножение является ключом к решению сложных задач, предполагающих большое количество потенциальных результатов. Одним из примеров является проблема маршрутизации транспортных средств, логистическая задача, используемая в секторе транспорта и доставки для определения наиболее эффективных маршрутов для автопарков.
В тестах, опубликованных LightSolver, LPU100 определил наиболее эффективный маршрут для автопарков менее чем за десятую долю секунды, превзойдя Gurobi, широко используемый логистический инструмент, которому часто не удавалось найти решение в течение 10 секунд.
Предыдущие исследования, опубликованные учёными из Корнельского университета, показали, что LPU100 превзошёл традиционные графические процессоры в задачах Max-2-SAT, которые используются для тестирования эффективности алгоритмов решения логических задач, а также в задаче 3-Regular 3-XORSAT, тесте для оценки производительности алгоритмов, используемых для решения сложных задач, которые включают перебор многочисленных комбинаций для поиска наилучшего решения.
И хотя в LPU100 используется технология, которую LightSolver называет «квантовой», она не опирается ни на кубиты, ни на законы квантовой механики. Вместо этого он заимствует принцип одновременной обработки нескольких операций на очень высоких скоростях, чего не могут делать классические компьютеры.
Согласно LightSolver, лазерная матрица LPU100 может обрабатывать 100 непрерывных переменных, что теоретически позволяет ей решать вычислительные задачи, включающие астрономически большое количество комбинаций переменных (120 в 100-й степени).
Это делает его особенно подходящим для таких отраслей, как финансы, аэрокосмическая промышленность, логистика и производство, которые предъявляют ресурсоёмкие требования к данным, говорится в сообщении компании.
Квантовым компьютерам для работы и сохранения высокой экспериментальности обычно требуются чрезвычайно низкие температуры, в то время как суперкомпьютеры обычно потребляют большое количество энергии и должны размещаться в специально построенных помещениях. Напротив, поскольку в LPU100 отсутствует электроника, он может эффективно работать при комнатной температуре и сохранять компактные размеры — выглядя как стандартный настольный компьютер.
Он также полностью построен из «хорошо изученных лазерных технологий и коммерчески доступных компонентов». По словам представителей LightSolver, это делает его более практичной альтернативой ресурсоёмким квантовым компьютерам и суперкомпьютерам.
Теперь же LightSolver предлагает избранным корпоративным заказчикам возможность использовать LPU100 через свою облачную платформу для решения задач, включающих до 1 миллиона переменных.
