Магниты и эффективность

Александр Гурьянов
(«ХиЖ», 2022, №8)

Как сказано в статье «Расширение интеллекта», искусственные нейронные сети моделируют работу мозга, в процессе которой нейроны «разговаривают» друг с другом и сохраняют информацию. Изначально математический аппарат нейросетей физики разрабатывали для описания взаимодействующих атомных спинов или наномагнитов. Они могут быть в разных состояниях в зависимости от начальной намагниченности каждого и воздействующего на них магнитного поля. Физики нашли способ посчитать число магнитов в каждом состоянии. Однако использовать спиновую элементную базу для построения компьютера они не могли, так как не понимали, как вводить и извлекать информацию. Вместе этого расчеты выполняли на стандартных компьютерах с программной эмуляцией магнитных взаимодействий.

Команда ученых физического факультета Имперского колледжа Лондона под руководством доктора Уилла Брэнфорда (Will Branford) добилась наконец успеха. Она сумела придумать алгоритм подсчета числа магнитов в различных состояниях при воздействии поля и предложить электромагнитный метод записи и считывания информации с наномагнитов. Так они впервые однозначно доказали, что сети наномагнитов можно практически использовать для решения задач ИИ. Например, для вычисления временных рядов при предсказании и регулировании уровней инсулина у больных диабетом.

Даже самые малые задачи, которые решает ИИ, требуют колоссальных энергозатрат. К примеру, программа тренировки ИИ на сборку кубика Рубика потребляет энергию, эквивалентную двум часам работы средней АЭС. И существенная ее доля связана с работой обычного компьютера по переносу электрических зарядов. Один из первых авторов, доктор Джек Гартсайд (Jack Gartside), говорит, что новый метод позволит и сэкономить энергию на расчетах и избавиться от программ эмуляции магнитных взаимодействий. Он резко снизит стоимость работы ИИ, которая нынче удваивается каждые три с половиной месяца.

Наномагниты не переносят заряд, они проводят коллективные электромагнитные возбуждения, так называемые магноны. Питать их можно от солнечных батарей. Инновация английских ученых способна повысить энергоэффективность ИИ в 100 тысяч раз. Сейчас команда ученых занята изготовлением чипа, который можно будет интегрировать и в обычные компьютеры. Эти магнитные чипы смогут работать на метеостанциях, считывать биометрические данные, обрабатывать сигналы различных сенсоров и много чего еще.


Nature Nanotechnology, 17, 460, 2022

Разные разности
Полимеры из метана
Очередную идею, как улавливать и преобразовывать метан, недавно опубликовали инженеры-химики Массачусетского технологического института. И не только придумали, но и успешно испробовали.
Пишут, что...
…европейское сообщество энтомологов избрало насекомым 2025 года древесную осу-паразита Rhyssa persuasoria, которая уничтожает личинки древесных ос, поедающих древесину, и тем самым спасает деревья… …астрономы впервые обнаружили космически...
Стеклянные яблоки
Коробки с елочными игрушками есть, пожалуй, в каждой семье. Порой это настоящее собрание редкостей. Ведь любая игрушка — предмет материальной культуры. Она, как зеркало, отражает эпоху, в которой родилась. Поэтому по елочным игрушкам, как, напри...
Подъемная сила
Мы привыкли к лифтам и не задумываемся о значимости этих подъемных устройств. А между тем лифты перевозят в сутки в 100 раз больше людей, чем весь остальной транспорт, вместе взятый.