फोटोनिक-इलेक्ट्रॉनिक हार्डवेयर 3डी डेटा को प्रोसेस करता है
ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय, म्यूएनस्टर विश्वविद्यालय, हीडलबर्ग विश्वविद्यालय और एक्सेटर विश्वविद्यालय के शोधकर्ता एकीकृत विकास कर रहे हैं फोटोनिक-इलेक्ट्रॉनिक हार्डवेयर त्रि-आयामी डेटा को संसाधित करने में सक्षम, टीम का दावा है कि यह एआई कार्यों के लिए डेटा प्रोसेसिंग समानता को बढ़ावा देता है।
शोधकर्ताओं ने डेटा को एन्कोड करने के लिए कई अलग-अलग रेडियो आवृत्तियों का उपयोग करके अपने पहले से विकसित फोटोनिक मैट्रिक्स वेक्टर मल्टीप्लायर चिप्स की प्रसंस्करण क्षमता में एक अतिरिक्त समानांतर आयाम जोड़ा।
बोवेई डोंग ने कहा, "हमने पहले माना था कि इलेक्ट्रॉनिक्स के बजाय प्रकाश का उपयोग करने से केवल विभिन्न तरंग दैर्ध्य के उपयोग से समानता बढ़ सकती है, लेकिन फिर हमें एहसास हुआ कि डेटा का प्रतिनिधित्व करने के लिए रेडियो आवृत्तियों का उपयोग एक और आयाम खोलता है, जो उभरते एआई हार्डवेयर के लिए सुपरफास्ट समानांतर प्रसंस्करण को सक्षम बनाता है।" सामग्री विभाग, ऑक्सफ़ोर्ड विश्वविद्यालय।
एक परीक्षण मामले के रूप में, टीम ने हृदय रोग के रोगियों के इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम से अचानक मृत्यु के जोखिम का आकलन करने के कार्य में अपने हार्डवेयर को लागू किया। वे 100% सटीकता के साथ अचानक मृत्यु के जोखिम की पहचान करते हुए, एक साथ 93.5 इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम संकेतों का सफलतापूर्वक विश्लेषण करने में सक्षम थे।
शोधकर्ताओं ने आगे अनुमान लगाया कि 6 इनपुट × 6 आउटपुट की मध्यम स्केलिंग के साथ भी, यह दृष्टिकोण अत्याधुनिक इलेक्ट्रॉनिक प्रोसेसर से बेहतर प्रदर्शन कर सकता है, संभावित रूप से ऊर्जा दक्षता और गणना घनत्व में 100 गुना वृद्धि प्रदान कर सकता है। टीम ध्रुवीकरण और मोड मल्टीप्लेक्सिंग जैसे प्रकाश की स्वतंत्रता की अधिक डिग्री का उपयोग करके, भविष्य में कंप्यूटिंग समानता में और वृद्धि की उम्मीद करती है।
डोंग, बी., अग्रवाल, एस., झोउ, डब्ल्यू. एट अल। निरंतर समय डेटा के साथ एक फोटोनिक टेंसर कोर का उपयोग करके उच्च-आयामी प्रसंस्करण। नेट. फोटॉन. (2023)। https://doi.org/10.1038/s41566-023-01313-x
एचएसएम खुले उपकरणों के साथ बनाया गया
लीबनिज इंस्टीट्यूट फॉर हाई परफॉर्मेंस माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स के नेतृत्व में एचईपी रिसर्च कंसोर्टियम ने एक प्रोटोटाइप को परिभाषित करने, डिजाइन करने और निर्माण करने के लिए खुले ईडीए टूल का उपयोग किया। हार्डवेयर सुरक्षा मॉड्यूल (एचएसएम) चिप दो साल के भीतर। एचएसएम में एक क्रिप्टो त्वरक और छेड़छाड़-प्रतिरोधी सुरक्षा कार्य शामिल हैं।
प्रक्रिया में उपयोग किए गए विकास उपकरण को एक सामान्य विकास वातावरण में एकीकृत किया गया और लापता कार्यक्षमता को शामिल करने के लिए विस्तारित किया गया। इसमें सुरक्षा गुणों के अर्ध-स्वचालित कार्यान्वयन को सक्षम करने के लिए ओपन हार्डवेयर विवरण भाषा स्पाइनलएचडीएल का विस्तार, आरआईएससी-वी आधारित वेक्सआरआईएससीवी प्रोसेसर का औपचारिक सत्यापन और एक ओपन सोर्स क्रिप्टो एक्सेलेरेटर का विकास शामिल है।
टीम ने क्रिप्टोग्राफ़िक गणनाओं को साइड चैनलों के माध्यम से ट्रैक होने से रोकने के लिए एक अर्ध-स्वचालित, खुला मास्किंग टूल भी विकसित किया।
शोधकर्ताओं के अनुसार, यह काम विशेष रूप से खुले उपकरणों के लिए डिज़ाइन किए गए पहले यूरोपीय पीडीके की नींव रखता है, जिन्होंने यूरोपीय फैब प्रक्रिया के लिए हार्डवेयर विवरण को त्रि-आयामी चिप डिज़ाइन में परिवर्तित करने के लिए उपयोग की जाने वाली ओपनलेन ओपन टूल श्रृंखला को अनुकूलित किया।
निर्मित सुरक्षा चिप काम करती है, लेकिन डिज़ाइन-ओपन सुरक्षा उत्पादों के लिए, एक खुली, गैर-वाष्पशील मेमोरी और एक खुला, भौतिक यादृच्छिक संख्या जनरेटर अभी भी गायब है। परियोजना भागीदार दोनों के समाधान पर काम कर रहे हैं। FPGA पर इंस्टालेशन के लिए कोड सार्वजनिक रूप से उपलब्ध कराया गया है।
फैबियन बुशकोव्स्की एट अल, ईजीमास्क-हार्डवेयर में मास्किंग के कुशल, स्वचालित और सुरक्षित कार्यान्वयन की ओर, 2023 यूरोप सम्मेलन और प्रदर्शनी में डिजाइन, स्वचालन और परीक्षण (2023) (2023)। https://dx.doi.org/10.23919/DATE56975.2023.10137330
अरंड वेबर एट अल, सत्यापित मूल्य श्रृंखला, नवाचार और प्रतिस्पर्धा, 2023 साइबर सुरक्षा और लचीलापन (सीएसआर) पर आईईईई अंतर्राष्ट्रीय सम्मेलन (2023)। https://dx.doi.org/10.1109/CSR57506.2023.10224911
क्वांटम त्रुटियों को मिटाना
कैल्टेक के शोधकर्ताओं ने इसका एक तरीका प्रदर्शित किया सटीक और सही क्वांटम कंप्यूटिंग सिस्टम में गलतियों के लिए जिन्हें "इरेज़र" त्रुटियों के रूप में जाना जाता है।
कैलटेक में स्नातक छात्र एडम शॉ ने कहा, "क्वांटम कंप्यूटर में त्रुटियों का पता लगाना आम तौर पर बहुत कठिन है, क्योंकि त्रुटियों की तलाश करने से ही और अधिक त्रुटियां घटित होती हैं।" "लेकिन हम दिखाते हैं कि कुछ सावधानीपूर्वक नियंत्रण के साथ, हम बिना किसी परिणाम के कुछ त्रुटियों का सटीक रूप से पता लगा सकते हैं और मिटा सकते हैं, यहीं से नाम मिटाने का नाम आता है।"
टीम ने तटस्थ परमाणुओं की श्रृंखला पर आधारित क्वांटम कंप्यूटर पर ध्यान केंद्रित किया। विशेष रूप से, उन्होंने लेजर प्रकाश से बने "चिमटी" के अंदर सीमित व्यक्तिगत क्षारीय-पृथ्वी तटस्थ परमाणुओं में हेरफेर किया। परमाणु उच्च-ऊर्जा रिडबर्ग अवस्थाओं के लिए उत्साहित थे, जिसमें पड़ोसी परमाणु परस्पर क्रिया करना शुरू कर देते हैं।
"हमारे क्वांटम सिस्टम में परमाणु एक-दूसरे से बात करते हैं और उलझाव पैदा करते हैं," पास्कल में कैलटेक के पूर्व पोस्टडॉक्टरल विद्वान पास्कल शॉल ने कहा। “हालाँकि, प्रकृति इन क्वांटम उलझी हुई अवस्थाओं में रहना पसंद नहीं करती है। अंततः, एक त्रुटि होती है, जो संपूर्ण क्वांटम स्थिति को तोड़ देती है। इन उलझी हुई अवस्थाओं को सेब से भरी टोकरियों के रूप में सोचा जा सकता है, जहाँ परमाणु ही सेब हैं। समय के साथ, कुछ सेब सड़ने लगेंगे, और यदि इन सेबों को टोकरी से नहीं हटाया गया और उनकी जगह नए सेब रखे गए, तो सभी सेब तेजी से सड़ जाएंगे। यह स्पष्ट नहीं है कि इन त्रुटियों को होने से पूरी तरह से कैसे रोका जाए, इसलिए आजकल एकमात्र व्यवहार्य विकल्प उनका पता लगाना और उन्हें ठीक करना है।
नई त्रुटि-पकड़ने वाली प्रणाली को इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि लेजर से टकराने पर त्रुटिपूर्ण परमाणु प्रतिदीप्त हो जाते हैं, या प्रकाशमान हो जाते हैं। शोल ने कहा, "हमारे पास चमकते परमाणुओं की छवियां हैं जो हमें बताती हैं कि त्रुटियां कहां हैं, इसलिए हम या तो उन्हें अंतिम आंकड़ों से बाहर कर सकते हैं या उन्हें सक्रिय रूप से ठीक करने के लिए अतिरिक्त लेजर पल्स लगा सकते हैं।"
अपने रिडबर्ग परमाणु प्रणाली में त्रुटियों को हटाकर और उनका पता लगाकर, टीम का दावा है कि वे उलझाव की समग्र दर में सुधार कर सकते हैं। अध्ययन में, परमाणुओं के 1,000 जोड़े में से केवल एक ही उलझने में विफल रहा, जो कि पहले की तुलना में 10 गुना सुधार है।
शोल, पी., शॉ, एएल, त्साई, आर.बीएस. और अन्य। उच्च-निष्ठा वाले Rydberg क्वांटम सिम्युलेटर में इरेज़र रूपांतरण। प्रकृति 622, 273-278 (2023)। https://doi.org/10.1038/s41586-023-06516-4
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- स्रोत: https://semiengineering.com/research-bits-october-24/
