nederlands
Ce contenu est uniquement disponible en Néerlandais.
De onderzoeksgroep Applied Physics van de Vrije Universiteit Brussel heeft een nieuwe generatie optische computers ontwikkeld, de zogenaamde Coherent Ising Machines (CIM). Onderzoeksgroepen in Japan en in de VS hebben aangetoond dat de CIM’s minstens honderd keer sneller kunnen zijn dan digitale computers. Ze slagen er in om vergelijkbare en zelfs betere prestaties voor te leggen dan kwantumcomputers terwijl ze goedkoper zijn.
CIM’s kunnen worden ingezet bij het berekenen van optimalisatiealgoritmes. Optimalisatiealgoritmes zijn overal: ze berekenen het meest efficiënte vervoersplan van treinen, de beste timing van slimme verkeerslichten of de snelste route tot onze bestemming op smartphone. Ze vereisen anderzijds zeer veel rekenkracht waarmee traditionele computers problemen hebben.
Verschillende onderzoeksinstituten en grote bedrijven als Google, IBM, HP of NTT zijn daarom op zoek naar alternatieven voor de conventionele digitale computers. Er zijn verschillende alternatieven, waarvan kwantumcomputers en CIM’s het meest beloftevol zijn. Beide computers hebben gemeen dat ze, in tegenstelling tot digitale computers, niet alle mogelijkheden uitproberen om de optimale oplossing te vinden voor een probleem, maar eerder op zoek gaan naar de meest waarschijnlijke oplossing. Het belangrijkste verschil is dat optische computers op klassiek laserlicht werken, waar kwantumcomputers gebruik maken van de soms vreemde eigenschappen van de kwantumfysica.
CIM’s zijn nu nog logge dingen. « Vandaag is er een volledig lab nodig om één enkele CIM in onder te brengen », zegt onderzoeker Fabian Böhm. « De aanpak van de VUB-onderzoekers brengt daar nu verandering in, dankzij een uiterst goedkope en compacte opstelling op basis van standaard optische en elektronische componenten, die ook gebruikt worden in het internet. Hierdoor kan de optische computer volledig samengesteld worden uit kant-en-klare commerciële onderdelen en bijgevolg overal makkelijk worden nagebouwd. Bovendien kunnen die componenten in de toekomst gemaakt worden als fotonische chips, waardoor de grootte én kostprijs nog drastisch zullen krimpen. »
“De Ising-machines zijn in hun huidige vorm dus nog ver verwijderd van commerciële toepassingen”, besluit Böhm. « Doordat ze gebruik maken van kilometerslange optische vezels en krachtige lasersystemen die heel veel energie gebruiken, zijn ze vaak nog te complex, te duur en te groot. Het nieuwe ontwerp dat ons team van de VUB heeft ontwikkeld, maakt ze klein en voldoende goedkoop om digitale computers te kunnen vervangen.”
In de toekomst zouden hun processoren verkleind kunnen worden tot slechts enkele millimeters groot. Zo worden CIM’s goedkoper en dus rendabel en praktisch genoeg voor commercieel gebruik. De onderzoeksresultaten van de werkgroep zijn gepubliceerd in Nature Communications.