Физики создали постоянную память на основе холодных атомов и света
Многие современные достижения в области вычислительной техники вдохновлены работой человеческого мозга. Например, ранее ученые создали модель машинного обучения, которая имитирует способность мозга распознавать новые паттерны, вспоминая ранее встреченные. Но до сих пор для создания «ассоциативной памяти» в основном использовали обычные компьютеры на кремниевых чипах.
В своей работе ученые из Стэнфордского университета предложили новую конструкцию ассоциативной памяти с несколькими атомами конденсата Бозе-Эйнштейна и оптическим резонатором. Исследователи говорят, что их устройство может превосходить существующие технологии в изучении и распознавании паттернов в больших наборах данных. Компьютер с ассоциативной памятью хранит информацию в виде математической функции, которая выглядит как ландшафт потенциальной энергии со многими локальными минимумами. Каждому локальному минимуму соответствует отдельный фрагмент информации.
Чтобы получить эту информацию, устройство переходит в некоторое состояние, близкое к соответствующему минимуму, и затем находит этот минимум. Этот процесс позволяет эффективно восстанавливать информацию из массива неточных данных. В традиционных устройствах обычно не используется ассоциативная память, но исследователи интересуются этими технологиями из-за их скорости и устойчивости к ошибкам пользователей.
Предложенное исследователями устройство хранит информацию в энергетическом ландшафте множества отделенных друг от друга атомов конденсата Бозе-Эйнштейна, содержащихся в одном оптическом резонаторе. Спин каждого такого атома взаимодействует со спином других, рассеивая фотоны в резонаторе. С их помощью можно спроектировать энергетический ландшафт системы, манипулируя положением каждой частицы конденсата.
Чтобы получить информацию из такого устройства, атомы коллективно инициализируются в определенном спиновом состоянии, энергия которого затем падает до локального минимума, который затем фиксируется при помощи света, излучаемого резонатором. Исследователи полагают, что смогут построить это устройство в ближайшей перспективе, так как оно состоит из доступных на сегодня элементов.
Статья ученых опубликована в журнале Physical Review X.
Современная компьютерная память сталкивается с двумя проблемам: низкой скоростью работы и вероятностью ошибок в данных. Но если использовать для хранения информации конденсат Бозе-Эйнштейна и оптический резонатор, эти недостатки можно устранить