自校正高速光电概率计算机
该研究团队提出了一种新型自校正高速光电概率计算机架构,该架构利用与源设备无关(SDI)的量子光子概率比特(p-bit)与鲁棒性电子控制系统的集成。该方案将量子光子学固有的随机性与高带宽特性,同经典电子器件的可编程性及扩展能力相结合,实现了高效灵活的概率计算。研究详细阐述了基于光子集成电路和FPGA控制的原型系统设计与实现,该系统能操控64000个逻辑p-bit。实验结果表明,该架构在单次翻转能耗4.9纳焦耳条件下实现了27亿次/秒的翻转速率,相比最先进的磁隧道结(MTJ)系统,在速度与能效上均提升近三个数量级。此外,SDI协议支持实时自认证与误差校正,确保系统在多种工况下的可靠运行,有效解决了p-bit规模扩展时的硬件变异问题。该成果证实量子光子p-bit将成为可扩展高性能概率计算的理想平台,对组合优化、机器学习及复杂系统建模等领域具有重要价值。
量科快讯
2 天前
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