Mühendisler, telekomünikasyon planlaması, zamanlama ve seyahat rotalarının düzenlenmesi gibi günlük yaşamda büyük öneme sahip kombinatoryal optimizasyon problemlerini çözebilecek yeni bilgisayar sistemleri üzerinde çalışıyor. Günümüz bilgisayar çiplerinin işlem gücü sınırlamalarına ve yapay zeka modellerinin eğitiminde ortaya çıkan dev enerji ihtiyacına çözüm arayan UCLA ve UC Riverside araştırmacıları, bu alanda çığır açıcı bir yaklaşım sundu.
ISING MAKİNESİ YAKLAŞIMI
Araştırmacıların geliştirdiği mimari, tüm bilgileri dijital olarak işlemlemek yerine, verileri belirli frekanslarda ileri geri hareket eden osilatörler üzerinden işliyor. Ising makinesi adı verilen bu sistem, paralel hesaplama kapasitesiyle aynı anda çok sayıda işlemi gerçekleştirebiliyor. Sorunun çözümü, osilatörlerin senkronize olmasıyla ortaya çıkıyor.
KUANTUM MALZEMELERDEN GÜÇ
Ekip, sistemlerini kuantum özelliklerinden yararlanan özel bir malzeme üzerine inşa etti. Çalışmada kullanılan tantal sülfür formu, elektriksel ve titreşimsel fazlar arasında geçiş yapılmasına imkan tanıyor. Böylece kuantum mekaniği ile günlük yaşamın daha klasik fiziği arasında köprü kuruluyor.
Fiziksel Review Applied dergisinde yayımlanan makalede, cihazın oda sıcaklığında çalışabilmesi sayesinde mevcut kuantum bilgisayarlarının gerektirdiği son derece düşük sıcaklık koşullarını ortadan kaldırdığına dikkat çekiliyor.
ENERJİ VERİMLİ HESAPLAMA
Araştırmanın başyazarı ve UCLA Samueli Mühendislik Fakültesi profesörü Alexander Balandin, yeni yaklaşımın önemini şu sözlerle vurguladı:
“Bu yöntem, karmaşık optimizasyon problemlerini çözmek için fizikten ilham alan bir hesaplama biçimidir. Elektron-fonon yoğunlaşması gibi fiziksel olguları kullanarak hesaplamaları doğrudan fiziksel süreçler üzerinden gerçekleştiriyoruz. Bu sayede daha yüksek hız ve enerji verimliliği sağlanıyor.”
SİLİKON İLE UYUMLU
Balandin, geliştirilen teknolojinin standart silikon CMOS tabanlı sistemlerle entegre edilebilmesinin büyük avantaj olduğunu belirtti. “Yeni fizik tabanlı donanımların yaygınlaşması için dijital silikon teknolojisiyle uyumlu olması şart. Çalışmamızda seçtiğimiz iki boyutlu yük yoğunluğu dalga malzemesi bu potansiyele sahip,” dedi.
Araştırma ekibine göre, sistemin doğal olarak en düşük enerji durumuna evrilmesi, cihazın optimizasyon problemlerini çözmede etkin bir yol sunduğunu kanıtlıyor. Yeni yaklaşımın hem düşük güç tüketimi hem de geniş uygulama alanı sayesinde yapay zeka ve ileri bilişim teknolojileri için önemli bir alternatif sunabileceği belirtiliyor.
