En grupp på Politecnico di Milano har utvecklat en elektronisk krets som kan lösa ett system av linjära ekvationer i en enda operation i tidsskalan på några tiotals nanosekunder. Prestanda för denna nya krets är inte bara överlägsen klassiska digitala datorer, men också till kvantdatorer. Det kommer snart att vara möjligt att utveckla en ny generation av datoracceleratorer som kommer att revolutionera tekniken för artificiell intelligens.

Att lösa ett system av linjära ekvationer innebär att hitta den okända vektorn X som uppfyller ekvationen Ax =b, där A är en matris av koefficienter och b är en känd vektor. För att lösa det här problemet, en konventionell digital dator kör en algoritm som tar flera operationer, vilket leder till betydande tids- och energiförbrukning.

Den nya kretsen, som har utvecklats inom ramen för ERC European project Resistive Switch Computing Beyond CMOS (RESCUE), löser system med linjära ekvationer (Ax =b) tack vare en innovativ metod för beräkning i minnet, där koefficienterna för matris A lagras i en speciell enhet som kallas en memristor. Memristor kan lagra analoga värden, så en memristormatris kan fysiskt kartlägga en koefficientmatris A i kretsen, vilket påskyndar beräkningen starkt.

Memristorkretsen har testats och validerats på en mängd olika algebraiska problem, såsom rangordningen av internetwebbplatser och lösningen av komplicerade differentialekvationer inklusive Schrödinger -ekvationen för beräkning av kvantevågfunktionen för en elektron. Alla dessa problem löses i en enda operation.

Dessa resultat har publicerats i Proceedings of the National Academy of Science .