Forscher entwickeln völlig neuartigen Computer
"Völlig anders als bei der klassischen Informationsverarbeitung auf dem PC beruht unser neues Konzept nicht auf einem binären System aus Nullen und Einsen", erklärte Marc Timme, Leiter der Forschungsgruppe Netzwerk-Dynamik am MPIDS. Als Grundbausteine des Rechners sind zudem prinzipiell alle Systeme denkbar, die schwingen können. "Das einfachste Beispiel ist ein Pendel", so Timme.
Doch auch bestimmte Stromkreise, deren Bauteile die elektrische Ladung rhythmisch unter einander austauschen, oder Laser können in übertragenem Sinne schwingen. Stehen mehrerer solcher Grundbausteine miteinander in Verbindung - wie etwa mehrere Pendel, die über eine Feder miteinander gekoppelt sind - zeigen sie ein spezielles dynamisches Verhalten, das sich zum Verarbeiten von Daten nutzen lässt.
Schlüssel zu diesem Verhalten sind so genannte Sattelpunkte. Gemeint sind Zustände des Gesamtsystems die in mancher Hinsicht stabil, in anderer instabil sind. "Man denke sich etwa eine Kugel, die in der Mulde eines tatsächlichen Sattels ruht", erklärt Timme. Lenkt man diese Kugel exakt parallel zum Pferderücken aus, rollt sie zuverlässig in die Mulde zurück. Der Ausgangszustand ist gegenüber dieser Art von Störung stabil. Wird die Kugel jedoch senkrecht zum Pferderücken angestoßen, zeigt sich ein völlig anderes Bild: Die Kugel fällt herunter; der Zustand ist instabil.
Allgemein bilden in Systemen gekoppelter schwingender Elemente solche Sattelpunkt-Zustände eine Art Netzwerk. Als Reaktion auf eine äußere Störung, die einen bestimmten Sattelpunkt-Zustand destabilisiert, geht das Gesamtsystem in einen anderen Sattelpunkt-Zustand über. Welchen Weg sich das System in diesem Netz möglicher Zustände tatsächlich bahnt, hängt von der Art der Störung ab.
"In unserem Konzept fassen wir jede Störung als Eingangssignal auf, das aus mehreren Teilsignalen zusammengesetzt sein kann", so Fabio Schittler Neves vom MPIDS. Jedes Teilsignal spricht eines der schwingenden Elemente des Gesamtsystems an. Im Fall einer Gruppe gekoppelter Pendel etwa entspricht ein Teilsignal somit einem kleinen Schubs, den ein einzelnes Pendel erhält. Das Verhältnis der Stärken dieser Teilsignale gibt dann den Ausschlag, welchem neuen Sattelpunkt-Zustand das System zustrebt.
Das Eingangssignal bestimmt somit einen ausgesuchten Weg durch das Netzwerk der Sattelpunkte. Der eingeschlagene Pfad entspricht dem Ergebnis der Rechnung. "Der Zustand, den das System so annimmt, erlaubt Rückschlüsse auf das Größenverhältnis der einzelnen Teilsignale", so Timme. "Es ist eine Art Sortieren nach Größe."
In ihrer jüngsten Veröffentlichung konnten die Forscher nun zeigen, dass sich auf dieser Fähigkeit eine komplette Logik aufbauen lässt: Alle logischen Operationen - wie etwa Addition, Multiplikation und Verneinung - lassen sich so darstellen. Doch während beim klassischen Computer ein Bauteil eine bestimmte logische Operation wie beispielsweise eine Addition ausführt, findet im Fall des Complex Network Computers die Operation gleichzeitig im gesamten Netzwerk statt.
Dadurch können bereits relativ kleine Systeme eine unglaublich große Vielzahl möglicher Operationen ausführen: Während mit fünf schwingenden Elementen lediglich zehn verschiedene Systemzustände erreicht und somit zehn verschiedene Rechnungen ausgeführt werden können, ergeben sich für 100 Elemente bereits 5 x 10^20. Diese Anzahl entspricht dem 10.000-fachen aller Buchstaben in allen Büchern in allen Bibliotheken der Welt.
Thema:
Neueste Downloads
Neue Nachrichten
Beliebte Nachrichten
Videos
Christian Kahle
Redakteur bei WinFuture
Ich empfehle ...
Meist kommentierte Nachrichten
Forum
-
Neu: Mozilla Firefox 124.0 freigegeben: die neueste Version steht zum
el_pelajo - Gestern 15:22 Uhr -
WSA Abschaltung
Stef4n - Vorgestern 23:17 Uhr -
Mein Favoriten-Browser
Stef4n - Vorgestern 23:01 Uhr -
Offic 365 Single auf neuen Nutzer des PC übertragen
quickclick - Vorgestern 14:13 Uhr -
Der Ingame Screenshot Thread
MiezMau - 16.03. 23:19 Uhr
❤ WinFuture unterstützen
Sie wollen online einkaufen?
Dann nutzen Sie bitte einen der folgenden Links,
um WinFuture zu unterstützen:
Vielen Dank!
Alle Kommentare zu dieser News anzeigen