Stanford létrehozott egy vízcsepp számítógépet

Több mint egy évtizedes kutatás után a Stanford Egyetem tudósai működő számítógépet hoztak létre, amely a vízcseppek fizikai mozgása alapján készült. Ez egy áttörés a fizikai számítástechnikában, amely a számítógép legalapvetőbb meghatározását kapja: minden olyan programozható eszköz, amely képes logikai (matematikai) műveleteket végezni. Azáltal, hogy ötvözi az élvonalbeli elméletet a folyadékdinamikában és a számítástechnika nagyon-nem-legkorszerűbb elméletét, a csapat képes volt szinkron számítógépet létrehozni, amely teljes egészében a víz fizikáján alapult.

Ahogy elképzelheted, egy számítógép a víz fizikai mozgása alapján sokkal, de sokkal lassabb, mint az elektronok mozgásán alapuló hagyományos számítógép - de ez a lényeg mellett van. Senki sem számít új, szupergyors, folyékony CPU-ra, de a számítás alapelveinek az anyag manipulációjára való alkalmazásával, Manu Prakash vezető kutató és végzős hallgatói remélik, hogy számítástechnikailag forradalmasíthatják a tudomány többi területét.



Prakash valójában biomérnök - fő célja a projekttel, hogy platformot teremtsen a robusztus, szupergyors kémiai vizsgálatokhoz. Technikájuk potenciálisan több millió cseppet vezethet egy chip köré, egyidejűleg, és ezek mindegyikét különféle vegyi anyaggal lehet betölteni tesztelés céljából. Egy jól megtervezett chip hónapokig tartó komplex kémiai kísérleteket eredményezhet percek alatt - miután a chipet megtervezték és megépítették, a kísérletet megtervezték, a mintákat elkészítették és magukra a chipre töltötték.

Manu Prakash kutató (balra) és az együttműködő végzős hallgatók, Jim Cybulski és Georgios Katsikis.

Manu Prakash kutató (balra) és az együttműködő végzős hallgatók, Jim Cybulski és Georgios Katsikis.

A rendszer az alkalmazott mágneses mező folyamatos megfordítása alapján működik. A forgácsokat, amelyek jelenleg körülbelül fele akkorák, mint egy postabélyeg, apró, könnyen mágnesezhető vasrudakba ágyaznak; ezeknek a rácsoknak a „Pac-Man-szerű” labirintusokban történő elrendezése diszkrét csatornákat biztosít a cseppek követésére. Minden csepp mágneses nanorészecskékkel van infúzióban, amelyek a vizet reagálják az alkalmazott mágneses mezőre, így e csapok polaritásának átfordításával a csapat eldöntheti, hogy az egyes cseppek melyik utat járják be a rudazat labirintusán.

A rendszer csak általános célú számítógépként működik, mert „szinkron”, vagyis a különböző műveleteket ugyanazon ütemben haladja - a kutatók szerint potenciálisan egyszerre több millió cseppet tudnának irányítani, ugyanazon méretarányos változatával. technológia. Egy hagyományos számítógépben ezeknek az ütemeknek mindegyikét óraciklusnak nevezik - egy vízcsepp számítógépben ezt az ütemet a megforduló mágneses mező vezérli. Mindkét esetben a központi időzítési mechanizmus biztosítja, hogy akár több ezer különböző út és interakció is ugyanazon ütemezés szerint haladjon, és így együtt tudjon működni a számítási célok felé.

UNIVAC I

Az UNIVAC I folyadékalapú memóriája.

Néhány legkorábbi számítógép, például az UNIVAC I, folyékony higanyra épített számítógépes memóriával rendelkezett - lényegében a számítógépes adatok fizikai anyaggal való ábrázolásának gondolata nem új keletű. Újdonság az az ötlet, hogy a chip fizikai felépítése felhasználható az anyag mozgásának robusztus, előre programozott irányítására. Legjobb esetben a kísérleti kémia szemléletének ilyenfajta paradigmaváltása a hagyományos matematikában megengedett fajta exponenciális hatékonyságnövelést okozhatja.

A valóban új generációs gyógyszerek egyik nagy lendülete az úgynevezett „szerv a chipen” technológia, amely lehetővé tenné a tudósok számára, hogy teszteljék a gyógyszerek és más anyagok bizonyos szervekre gyakorolt ​​hatását azáltal, hogy ezeket az anyagokat kis, nagy áteresztőképességű állványon vezetik át. - egész érdeklődésre számot tartó szervek. Az a képesség, hogy gyorsan és szisztematikusan tesztelje több ezer különböző anyag kölcsönhatásait, ez az ötlet egyszer hihetően elérheti az „egy chipen lévő egyén” pontot.

A belátható időn belül a vízcsepp-számítás lenyűgöző megvalósulása valaminek, amelyet elméletileg mindig is ismertek: a számítás alapvetően fizikai folyamat (feltételezem, hogy a kvantumszámítás nagykorúvá válik), és mint ilyen kifejezhető a fizikai anyag. Sokkal kevésbé hatékony így - de a hatékonyság nem az egyetlen cél, amelyet érdemes elérni.

Copyright © Minden Jog Fenntartva | 2007es.com