Магниты и эффективность

Александр Гурьянов
(«ХиЖ», 2022, №8)

Как было 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)

123

Разные разности

20.11.2022 17:30:00

Исследователи из Университета Тренто в Италии проанализировали, как хранение в прозрачных бутылках влияет на концентрацию летучих веществ, из которых складывается аромат белого вина.

>>
14.11.2022 15:30:00

…порошок безопасного трехкомпонентного сплава Nd2Fe14B при внесении в горелку дает фонтан длинных искр, каждая из которых со временем становится ярче и порождает пучки новых искр…

…приматологи получили первые свидетельства длительных социальных отношений между шимпанзе и гориллами в дикой природе

…низкие концентрации хлорида цетилпиридиния, входящего в состав некоторых ополаскивателей для рта, уничтожают вирус SARS-CoV-2, разрушая его липидную мембрану


>>
10.11.2022 14:00:00

Можно ли что-то противопоставить засухе и защитить посевы? Неожиданное решение придумали ученые из Института физико-химических исследований в Японии. Они предлагают добавлять в почву этиловый спирт.

>>
08.11.2022 15:30:00

Менделеев считал, что углеводороды образуются в мантии Земли из неорганического углерода и водорода на сверхбольших глубинах. С начала ХХI века в разных лабораториях мира физики проводят эксперименты, подтверждающие эту идею.

>>
02.11.2022 12:00:00

Однажды на мероприятии в Белом доме директор компании Goya Foods хвалебно отозвался о президенте Дональде Трампе, после чего в соцсетях сразу появились призывы объявить этой фирме бойкот. Эту историю, которая описывается научным понятием «политический консьюмеризм», исследовали ученые из Школы прикладной экономики и менеджмента Корнеллского университета.

>>