تقوم الأجهزة الإلكترونية الضوئية بمعالجة البيانات ثلاثية الأبعاد
يقوم باحثون من جامعة أكسفورد، وجامعة مونستر، وجامعة هايدلبرغ، وجامعة إكستر بتطوير حلول متكاملة الأجهزة الإلكترونية الضوئية قادر على معالجة البيانات ثلاثية الأبعاد، والتي يدعي الفريق أنها تعزز توازي معالجة البيانات لمهام الذكاء الاصطناعي.
أضاف الباحثون بعدًا موازيًا إضافيًا لقدرة المعالجة لرقائق مضاعفة ناقلات المصفوفة الضوئية التي تم تطويرها مسبقًا من خلال استغلال ترددات راديوية مختلفة متعددة لتشفير البيانات.
وقال باوي دونج: "لقد افترضنا سابقًا أن استخدام الضوء بدلاً من الإلكترونيات يمكن أن يزيد من التوازي فقط من خلال استخدام أطوال موجية مختلفة، لكننا أدركنا بعد ذلك أن استخدام الترددات الراديوية لتمثيل البيانات يفتح بعدًا آخر، مما يتيح معالجة متوازية فائقة السرعة لأجهزة الذكاء الاصطناعي الناشئة". قسم المواد، جامعة أكسفورد.
وكحالة اختبارية، استخدم الفريق أجهزتهم في مهمة تقييم خطر الموت المفاجئ بسبب تخطيط كهربية القلب لمرضى القلب. وتمكنوا من تحليل 100 إشارة تخطيط كهربية القلب بنجاح في وقت واحد، وحددوا خطر الموت المفاجئ بدقة 93.5%.
ويقدر الباحثون أيضًا أنه حتى مع القياس المعتدل 6 مدخلات × 6 مخرجات، فإن هذا النهج يمكن أن يتفوق في الأداء على أحدث المعالجات الإلكترونية، مما قد يوفر تحسينًا بمقدار 100 مرة في كفاءة الطاقة وكثافة الحوسبة. ويتوقع الفريق المزيد من التعزيز في الحوسبة المتوازية في المستقبل، من خلال استغلال المزيد من درجات حرية الضوء، مثل الاستقطاب وتعدد الإرسال.
دونغ، بي، أغاروال، إس، تشو، دبليو وآخرون. معالجة ذات أبعاد أعلى باستخدام نواة الموتر الضوئية مع بيانات الوقت المستمر. نات. الفوتون. (2023). https://doi.org/10.1038/s41566-023-01313-x
تم تصميم HSM باستخدام أدوات مفتوحة
استخدم اتحاد أبحاث HEP بقيادة معهد لايبنيز للإلكترونيات الدقيقة عالية الأداء أدوات EDA المفتوحة لتحديد وتصميم وتصنيع نموذج أولي. وحدة أمان الأجهزة (HSM) رقاقة في غضون عامين. يشتمل HSM على مسرع تشفير ووظائف أمان مقاومة للتلاعب.
تم دمج أدوات التطوير المستخدمة في العملية في بيئة تطوير مشتركة وتم توسيعها لتشمل الوظائف المفقودة. وشمل ذلك توسيع لغة وصف الأجهزة المفتوحة SpinalHDL لتمكين التنفيذ شبه الآلي لخصائص الأمان، والتحقق الرسمي من معالج VexRiscv القائم على RISC-V، وتطوير مسرع تشفير مفتوح المصدر.
قام الفريق أيضًا بتطوير أداة إخفاء مفتوحة وشبه آلية لمنع تتبع حسابات التشفير عبر القنوات الجانبية.
يضع هذا العمل الأساس لأول PDK أوروبي مصمم خصيصًا للأدوات المفتوحة، وفقًا للباحثين، الذين قاموا بتكييف سلسلة أدوات Openlane المفتوحة المستخدمة لتحويل وصف الأجهزة إلى تصميمات شرائح ثلاثية الأبعاد لعملية التصنيع الأوروبية.
تعمل شريحة الأمان المصنعة، ولكن بالنسبة لمنتجات الأمان ذات التصميم المفتوح، لا تزال هناك ذاكرة مفتوحة وغير متطايرة ومولد أرقام عشوائية مادية مفتوحة مفقودة حاليًا. ويعمل شركاء المشروع على إيجاد حلول لكليهما. تم إتاحة رمز التثبيت على FPGA للجمهور.
فابيان بوشكوفسكي وآخرون، EasiMask-نحو تنفيذ فعال ومؤتمت وآمن للإخفاء في الأجهزة، مؤتمر ومعرض التصميم والأتمتة والاختبار لعام 2023 في أوروبا (2023) (2023). https://dx.doi.org/10.23919/DATE56975.2023.10137330
أرند ويبر وآخرون، سلاسل القيمة التي تم التحقق منها والابتكار والمنافسة، 2023 مؤتمر IEEE الدولي حول الأمن السيبراني والمرونة (CSR) (2023). https://dx.doi.org/10.1109/CSR57506.2023.10224911
محو الأخطاء الكمومية
أظهر باحثون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا طريقة لذلك تحديد وتصحيح عن أخطاء في أنظمة الحوسبة الكمومية المعروفة بأخطاء "المحو".
قال آدم شو، طالب دراسات عليا في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: “عادةً ما يكون من الصعب جدًا اكتشاف الأخطاء في أجهزة الكمبيوتر الكمومية، لأن مجرد البحث عن الأخطاء يؤدي إلى حدوث المزيد”. "لكننا نظهر أنه مع بعض التحكم الدقيق، يمكننا تحديد بعض الأخطاء بدقة ومحوها دون عواقب، ومن هنا يأتي اسم المحو."
ركز الفريق على أجهزة الكمبيوتر الكمومية المبنية على مصفوفات من الذرات المحايدة. وعلى وجه التحديد، تلاعبوا بالذرات المحايدة للأرض القلوية المحصورة داخل "ملقط" مصنوع من ضوء الليزر. تم إثارة الذرات إلى حالات ريدبيرج عالية الطاقة، حيث تبدأ الذرات المجاورة بالتفاعل.
قال باسكال شول، وهو باحث سابق في مرحلة ما بعد الدكتوراه في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ويعمل الآن في باسكال: "الذرات في نظامنا الكمي تتحدث مع بعضها البعض وتولد التشابك". "ومع ذلك، فإن الطبيعة لا تحب البقاء في هذه الحالات المتشابكة الكمومية. في نهاية المطاف، يحدث خطأ، مما يؤدي إلى كسر الحالة الكمومية بأكملها. يمكن اعتبار هذه الحالات المتشابكة بمثابة سلال مليئة بالتفاح، حيث الذرات هي التفاح. مع مرور الوقت، ستبدأ بعض التفاحات بالتعفن، وإذا لم تتم إزالة هذه التفاحات من السلة واستبدالها بتفاحات جديدة، فسوف تتعفن جميع التفاحات بسرعة. ليس من الواضح كيفية منع حدوث هذه الأخطاء بشكل كامل، وبالتالي فإن الخيار الوحيد القابل للتطبيق في الوقت الحاضر هو اكتشافها وتصحيحها.
تم تصميم النظام الجديد لرصد الأخطاء بطريقة تجعل الذرات الخاطئة تتألق، أو تضيء، عند ضربها بالليزر. وأضاف شول: "لدينا صور للذرات المتوهجة التي تخبرنا بمكان الأخطاء، لذا يمكننا إما استبعادها من الإحصائيات النهائية أو تطبيق نبضات ليزر إضافية لتصحيحها بشكل فعال".
ومن خلال إزالة الأخطاء وتحديد موقعها في نظام Rydberg الذري، يدعي الفريق أنه يمكنهم تحسين المعدل الإجمالي للتشابك. في هذه الدراسة، فشل واحد فقط من بين كل 1,000 زوج من الذرات في التشابك، وهو تحسن بنسبة 10 عما تم تحقيقه سابقًا.
شول، بي، شو، آل، تساي، آر بي إس. وآخرون. تحويل المحو في محاكاة الكم Rydberg عالية الدقة. طبيعة 622، 273-278 (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06516-4
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://semiengineering.com/research-bits-october-24/
