Исследовательское подразделение Microsoft представило первый в мире аналоговый оптический компьютер для решения практических задач. Для этого компания объединилась с банком Barclays, чтобы продемонстрировать использование необычного компьютера в повседневной жизни. Один из узлов компьютера оперирует непрерывными (аналоговыми) данными в виде пучков света и этому на самом деле нет аналогов. Это даже лучше квантовых компьютеров, уверяют в Microsoft.

Источник изображений: Microsoft

Представленный компанией аналоговый оптический компьютер предназначен для решения задач оптимизации и не может считаться универсальной вычислительной платформой. Тем не менее, его архитектура и алгоритмы могут быть задействованы в других сферах, если там присутствует обработка больших потоков данных с необходимостью выполнять множество векторно-матричных умножений или сложений. Оптический блок или аналоговое ядро установки выполняет только такие операции, но делает это молниеносно и без промежуточного перевода данных в двоичную систему.

Классическим примером задач комбинаторной оптимизации, которые решает установка Microsoft AIM (Analog Iterative Machine) — это так называемая задача коммивояжёра. Для решения такой задачи необходимо найти самый выгодный маршрут, проходящий через указанные города хотя бы по одному разу с последующим возвратом в исходный город. Квантовые платформы и алгоритмы на основе квантового отжига также хорошо решают такие задачи, но платформа Microsoft обещает делать это проще и в масштабах небольшой компьютерной стойки без всего этого интерфейсного ужаса, который окружает типичную квантовую платформу.

Идея Microsoft заключается в следующем. Есть источник данных. Да, хоть обычный компьютер и даже множество компьютеров. Данные преобразуются в лучи света, интенсивность которых будет зависеть от исходной информации. Свет от множества источников с высочайшим параллелизмом направляется на матрицу, каждая ячейка которой модулирует лучи в соответствии с выбранным алгоритмом. В этом процессе происходит аналоговое преобразование света, которое эквивалентно векторно-матричным действиям (умножению или сложению) в двоичной системе. Результат — свет определённой интенсивности или цвета — считывается датчиком изображения в каждом «окошке» матрицы и легко переводится в цифру для дальнейшей обработки или выдачи результата.

На примере сотрудничества с банком Barclays команда Microsoft показала, что её система успешно решает проблемы оптимизации при обработке банковских транзакций, что делает машину AIM заманчивым решением для финансовых рынков. Оптические чипы в составе системы сантиметрового масштаба, а вся платформа помещается в стандартную серверную стойку, поэтому её можно установить в любом учреждении.