Ученые создали постоянную память компьютеров на основе холодных атомов и света

Бенджамин Лев из Стэнфордского университета и его коллеги предлагают способ реализации ассоциативной памяти с помощью нескольких конденсатов Бозе-Эйнштейна (КЭБ) и оптической полости.

Исследователи утверждают, что их метод должен увеличить скорость обучения и распознавания образов, в сравнении со стандартной конструкцией ассоциативной памяти. Исследование было опубликовано в журнале Physical Review X.

Многие последние достижения в области вычислительной техники черпают вдохновение в принципах работы человеческого мозга. Например, исследователи создали модель машинного обучения, которая имитирует способность мозга распознавать новые модели, вспоминая ранее встречавшиеся. До сих пор для реализации «ассоциативной памяти», как правило, использовались обычные компьютеры на основе кремниевых чипов.

Компьютер с ассоциативной памятью хранит информацию в виде математической функции, которая выглядит как ландшафт потенциальной энергии с множеством локальных минимумов. Каждый локальный минимум соответствует отдельному фрагменту информации. Чтобы извлечь эти данные, устройство осуществляет переход к состоянию, близкому к соответствующему минимуму, и затем находит этот минимум.

Этот процесс обеспечивает эффективное восстановление данных из неточных версий информации. Хотя в повседневных технологиях обычно не используются методы ассоциативной памяти, исследователи заинтересованы в них из-за их скорости и устойчивости к ошибкам пользователя.

Авторы исследования предлагают хранить информацию в энергетическом ландшафте нескольких разделенных конденсатов Бозе-Эйнштейна, содержащихся в одном оптическом резонаторе. Спин каждого из конденсатов взаимодействует со спинами других, рассеивая фотоны в полости резонатора.

Они могут изменять энергетический ландшафт системы, манипулируя положением частиц конденсата.

Для получения информации необходимо, чтобы атомы инициализировались в определенном спиновом состоянии с последующим падением энергии до минимума. Резонатор излучает свет, фиксирующий энергетический минимум.

Исследователи считают, что такая конструкция может быть разработана в ближайшем будущем, поскольку все необходимые для нее элементы уже есть в наличии.

Фото: pixabay.com