Physicist proposes a new type of computing at SXSW. Check out orbital computing
http://gigaom.com/2014/03/10/physicist-proposes-a-new-type-of-computing-at-sxsw-check-out-orbital-computing/
By Stacey Higginbotham, Mar. 10, 2014
對於電腦運算能力的需求不斷升高，但我們在效能增加上卻面臨瓶頸 -- 無論是在一個晶片中塞入更多電晶體的物理層面上，或是在功耗上。研究者在不斷嘗試超越摩爾定律（Moore's Law） -- 其概念是晶片上的電晶體數量（也因此導致效能）每 18 個月就會加倍 -- 上，我們已經納入許多不同的方法，尤其是那些創新的努力引領傳統電腦科學與電子產品朝向支持磁自旋（magnetic spin）、量子態或機率邏輯（probabilistic logic）的使用。
由於 Joshua Turner 我們才得以持續增添新的可能性，他是一位在 SLAC 國家加速器實驗室的物理學家，他提出把繞行原子核的電子的軌道（軌域）當成一種產生二進位狀態（今日電晶體使用電荷增減來產生零與一的狀態）的新方法。他稱這個構想為「軌道運算（orbital computing）」，對於工程師來說「好料（takeaway）」在於電子軌域狀態的切換速度比今日運算所用的電晶體狀態切換速度快 10,000 倍。
那意謂著你能繼續保有二進位程式設計的運算特性，不過你花的運算時間變少了。為了讓我們了解他的宏大理論，Turner 使 SXSW 的聽眾了解電腦運算如何運作、電晶體如何運作、原子的結構、次原子粒子的行為以及一堆關於 X 光的背景。
X 光其實是他在 SLAC 的專長，在那裡他監督線性加速器當中的實驗，拍攝次原子粒子作用的照片。這些實驗也導致新材料的發現與視覺化，那對於未來的運算有所幫助。其中一種新材料的發現，讓電子以相當快的速度切換狀態，那能改善磁性隨機存取記憶體（磁性 RAM、MRAM）的速度達一千倍。
另一項突破是能在所拍攝的磁場中看到電子的自旋（正或負），那類似於電晶體正在工作時，內部發生了什麼事。在晶片研究中，這幫助工程師猜測某些新突破在真實世界中具有什麼樣的意義。在次原子層次上進行研究，其所遇到的問題之一就是，如果你沒有昂貴的設備，你無法看見你在做什麼。
第三項突破是，使用低功率的兆赫雷射（lower-power terahertz laser）促使電子的磁自旋狀態轉變。如同新材料與軌道運算的新概念，這是一種以更快速度切換某個電子狀態的方式。在此，主要的進展是，雖然我們知道雷射能加速狀態改變（也因而使運算速度增加）已有一段時間，不過這些雷射需要許多能源。兆赫雷射的突破，則在於不需要大量增加電力的情況下，提昇速度。
雖然這場演講具高度技術性，不過它也相當迷人，而 Turner 則對它充滿驚奇的感覺。他在結束時告訴我們，即使我們正在把玩我們口袋裡面的小電腦或是正在商業化的量子電腦，我們對於獲得更多效能與更多對於電腦的洞見上，仍有許多未知的地方。所以，雖然對於太空身為「終極邊疆」的關注持續不斷，他仍主張，在更小的尺度下仍有許多驚奇會出現。
"「邊疆」真的都在我們身邊，" 他說。"這裡有太多我們不曉得的地方，而這裡也有一大堆實驗，我們能用以理解量子力學的根本性質。"
※ 相關報導：
＊ Bits, Bittier Bits & Qubits: Physics of Computing
http://panelpicker.sxsw.com/vote/20527
＊ 運算「機率」的電腦晶片
＊ 研究者將分子磁鐵設計成長效qubits
＊ 科學家開發製造獨立磁性量子點的方法
＊ 世上最小的磁性資料儲存單元
＊ 磁鐵礦創下「電氣開關」速度紀錄
＊ 量子運算新材料：藍色染料銅酞菁（CuPc）
＊ 突觸電晶體邊運算邊學習
＊ 室溫下的兆赫（THz）雷射源
＊ 可調式石墨烯裝置：首個使兆赫(THz)光線變有用的工具
＊ 磁振子學：奈米級自旋波能取代微波
＊ 微型雷射大幅提高資料傳輸速度
＊ 瞬間使水沸騰的方法
＊ 最薄的 LED：三個原子厚
沒有留言:
張貼留言