基于开放量子系统的线性运算热力学协处理器,实现与输入规模无关的计算时间
线性运算(如向量-矩阵或向量-向量乘法)是现代神经网络的核心运算。为减少计算时间,这类运算通常通过协处理器并行计算实现。该工作表明,由玻色子模式构成且与玻色子库相互作用的开放量子系统,可作为模拟协处理器并行实现多个随机矩阵的向量-矩阵乘法。输入向量被编码在库的占据数中,输出结果则通过稳态能量流呈现。该运算所需时间仅取决于系统过渡到非平衡稳态的时长,而与库数量(即输入向量维度)无关。计算过程伴随熵增现象。研究人员构建了开放量子系统与电气交叉阵列结构的直接映射关系:耗散率乘以开放量子系统模式频率可视为电导率,库占据数可视为电势,稳态能量流则可视为电流。
