To przełom. Microsoft stworzył pierwszy analogowy komputer optyczny

AIM (czyli Analog Iterative Machine) to nowatorski i przyszłościowy projekt Microsoftu. Jest to analogowy komputer optyczny, który wykorzystuje fotony i elektrony, by z prędkością światła rozwiązywać złożone problemy matematyczne. Robi to, bez potrzeby stosowania operacji przetwarzania danych w formacie binarnym ani tranzystorów. Tym samym przeskakuje bariery, które zostały ustawione przez te ostatnie. 

Microsoft AIM, czyli analogowy komputer optyczny

Choć używamy określenia „analogowy komputer optyczny”, AIM tak naprawdę nie jest komputerem, a przynajmniej nie jest nim w tradycyjnym znaczeniu. Nie wykorzystuje wszak bitów ani bajtów do przetwarzania danych i wykonywania obliczeń. Nowatorskie podejście do tematu pozwoliło jednak Microsoftowi zaprojektować maszynę, która swoim potencjałem przewyższa nie tylko najnowszą technologię opartą na krzemie, ale też najpotężniejsze z tworzonych obecnie komputerów kwantowych. 

To, co w tym wszystkim jest być może najciekawsze, to fakt, że choć sama koncepcja jest nowatorska, to całość opiera się na powszechnie dostępnych, relatywnie tanich i szeroko skalowalnych rozwiązaniach. AIM bazuje na „architekturze asynchronicznego przepływu danych” oraz popularnych technologiach optoelektronicznych. 

Szybkie rozwiązywanie problemów optymalizacyjnych

Trzeba mieć tylko świadomość jednego istotnego faktu. AIM nie jest komputerem ogólnego przeznaczenia. Sposób, w jaki działa, ogranicza jego funkcjonalność do rozwiązywania złożonych problemów matematycznych, w których konieczne jest przeanalizowanie wielu różnych możliwości oraz wszelkiej maści problemów optymalizacyjnych (czyli służących opracowaniu sposobu pochłaniającego możliwie najmniejszą ilość zasobów dla maksymalizacji zwrotu z procesu). 

Może robić mniej, ale za to potrafi robić to szybciej, taniej i bardziej energooszczędnie niż tradycyjne komputery. Jak podaje Microsoft, AIM działa z prędkością światła i zapewnia 100-krotny wzrost wydajności. Co więcej, miniaturyzacja komponentów sprawiła, że komputer mieści się w typowej, serwerowej obudowie rackowej. 

Jednym z przykładów takiego zadania optymalizacyjnego jest tzw. problem komiwojażera. Polega on na znalezieniu najlepszej trasy, podczas której odwiedzi się każde miasto tylko raz, a następnie powróci do punktu początkowego. Przy pięciu miastach możliwych tras jest 12, ale każde kolejne miasto znacząco zwiększa tę liczbę, co w którymś momencie sprawia, że obliczenia stają się niezwykle skomplikowane (już 61 miast daje liczbę potencjalnych tras przewyższającą liczbę atomów we wszechświecie).  

AIM to ułatwia, wprowadzając wyższy poziom abstrakcji. Wykorzystuje mieszane zmienne (binarne i ciągłe), wykorzystując zdolność fotonów do interakcji nie ze sobą, lecz materią, przez którą podróżują. Skonstruowany w ten sposób system fizyczny umożliwia wydajne i szybkie wykonywanie obliczeń potrzebnych do odnajdywania optymalnych rozwiązań.

Pierwszy AIM już działa

Analogowy komputer optyczny Microsoftu znajduje się póki co na etapie badawczo-rozwojowym, więc trudno na razie mówić o konkretnych planach na przyszłość. Pierwszy AIM znalazł już jednak zastosowanie – brytyjska firma finansowa Barcalys testuje maszynę, wykorzystując ją do śledzenia transakcji pieniężnych na zakup akcji. Amerykański gigant wierzy jednak, że jego komputer sprawdzi się nie tylko w biznesie, ale też – a właściwie: przede wszystkim – w nauce. 

Źródło: Microsoft, Interesting Engineering, TechSpot, informacja własna. Foto: Chris Welsch/Microsoft