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Des photons au lieu d'électrons pour des processeurs révolutionnaires

18.01.2021

Les capacités informatiques modernes des architectures de processeurs classiques se sont épuisées, IBM en est sûr. De plus, ils sont devenus un obstacle au développement des systèmes d'apprentissage automatique et d'intelligence artificielle. Une percée est observée dans le développement de la photonique sur silicium et de l'informatique mémoire, où les données sont traitées là où elles sont stockées. Et aujourd'hui, IBM a prouvé qu'ils avaient trouvé la voie vers l'électronique du futur, dans laquelle les photons voleront à travers les circuits au lieu des électrons.

IBM s'est associé à des scientifiques de plusieurs pays pour développer et mettre en œuvre un système de calcul optique pour accélérer les réseaux de neurones. En particulier, la société a créé un "noyau de tenseur photonique" capable d'effectuer l'opération dite de convolution - une opération mathématique sur deux fonctions qui produit une troisième fonction - en une seule étape de temps. Il s'agit généralement d'une simple addition ou d'une multiplication, mais le traitement d'une seule donnée nécessite des milliards d'opérations de ce type. Par conséquent, une faible latence et une faible consommation sont des exigences vitales pour de tels systèmes.

L'exécution d'opérations sur les données en mémoire est une opportunité supplémentaire d'économiser à la fois la consommation et la latence, car les données n'ont pas besoin d'être transférées vers le processeur et inversement. Dans la conception d'IBM, les données étaient stockées et traitées dans des cellules de mémoire basées sur une mémoire à changement de phase.

La prochaine étape pour accélérer le traitement des données est le multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM). En d'autres termes, les données étaient envoyées au bloc mémoire sous forme de lumière avec différentes longueurs d'onde. Cette approche permet à la fois d'étendre le canal de transmission de données (expansion de fréquence) et d'effectuer des opérations sur le flux de données de photons en parallèle. Là où les électrons circulaient séquentiellement dans les circuits, les circuits photoniques permettent un flux de données parallèle et un traitement simultané de chacun des flux. C'est une énorme accélération du traitement des données !

À titre expérimental, une matrice 9 x 4 a été créée avec un maximum de quatre vecteurs d'entrée par pas de temps, chacun étant transmis sous forme de rayonnement lumineux avec une longueur d'onde différente. Pour les opérations MAC (multiplier-accumuler), la matrice a montré une performance de 2 TOPS/s à un taux de modulation de 14 GHz. IBM s'attend à ce que la conception de circuit proposée aide à atteindre des performances en mémoire des circuits photoniques à des niveaux de PetaMAC/s par mm2 (milliers de billions d'opérations MAC), soit trois ordres de grandeur plus élevés que le niveau actuel de 1 TOPS/mm2 pour les électronique.

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Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :

L'existence d'une règle d'entropie pour l'intrication quantique a été prouvée 09.05.2024

La mécanique quantique continue de nous étonner avec ses phénomènes mystérieux et ses découvertes inattendues. Récemment, Bartosz Regula du RIKEN Center for Quantum Computing et Ludovico Lamy de l'Université d'Amsterdam ont présenté une nouvelle découverte concernant l'intrication quantique et sa relation avec l'entropie. L'intrication quantique joue un rôle important dans la science et la technologie modernes de l'information quantique. Cependant, la complexité de sa structure rend sa compréhension et sa gestion difficiles. La découverte de Regulus et Lamy montre que l'intrication quantique suit une règle d'entropie similaire à celle des systèmes classiques. Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives dans le domaine de la science et de la technologie de l’information quantique, approfondissant notre compréhension de l’intrication quantique et de son lien avec la thermodynamique. Les résultats de l'étude indiquent la possibilité d'une réversibilité des transformations d'intrication, ce qui pourrait grandement simplifier leur utilisation dans diverses technologies quantiques. Ouvrir une nouvelle règle ...>>

Mini climatiseur Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

L'été est une période de détente et de voyage, mais souvent la chaleur peut transformer cette période en un tourment insupportable. Découvrez un nouveau produit de Sony - le mini-climatiseur Reon Pocket 5, qui promet de rendre l'été plus confortable pour ses utilisateurs. Sony a introduit un appareil unique - le mini-conditionneur Reon Pocket 5, qui assure le refroidissement du corps pendant les journées chaudes. Grâce à lui, les utilisateurs peuvent profiter de la fraîcheur à tout moment et en tout lieu en le portant simplement autour du cou. Ce mini-climatiseur est équipé d'un réglage automatique des modes de fonctionnement, ainsi que de capteurs de température et d'humidité. Grâce à des technologies innovantes, Reon Pocket 5 ajuste son fonctionnement en fonction de l'activité de l'utilisateur et des conditions environnementales. Les utilisateurs peuvent facilement régler la température à l'aide d'une application mobile dédiée connectée via Bluetooth. De plus, des T-shirts et des shorts spécialement conçus sont disponibles pour plus de commodité, auxquels un mini climatiseur peut être attaché. L'appareil peut oh ...>>

L'énergie de l'espace pour Starship 08.05.2024

La production d’énergie solaire dans l’espace devient de plus en plus réalisable avec l’avènement de nouvelles technologies et le développement de programmes spatiaux. Le patron de la startup Virtus Solis a partagé sa vision d'utiliser le Starship de SpaceX pour créer des centrales électriques orbitales capables d'alimenter la Terre. La startup Virtus Solis a dévoilé un projet ambitieux visant à créer des centrales électriques orbitales utilisant le Starship de SpaceX. Cette idée pourrait changer considérablement le domaine de la production d’énergie solaire, la rendant plus accessible et moins chère. L'essentiel du plan de la startup est de réduire le coût du lancement de satellites dans l'espace à l'aide de Starship. Cette avancée technologique devrait rendre la production d’énergie solaire dans l’espace plus compétitive par rapport aux sources d’énergie traditionnelles. Virtual Solis prévoit de construire de grands panneaux photovoltaïques en orbite, en utilisant Starship pour livrer l'équipement nécessaire. Cependant, l'un des principaux défis ...>>

Nouvelle méthode pour créer des batteries puissantes 08.05.2024

Avec le développement de la technologie et l’utilisation croissante de l’électronique, la question de la création de sources d’énergie efficaces et sûres devient de plus en plus urgente. Des chercheurs de l'Université du Queensland ont dévoilé une nouvelle approche pour créer des batteries à base de zinc de haute puissance qui pourraient changer le paysage de l'industrie énergétique. L’un des principaux problèmes des piles rechargeables traditionnelles à base d’eau était leur faible tension, qui limitait leur utilisation dans les appareils modernes. Mais grâce à une nouvelle méthode développée par des scientifiques, cet inconvénient a été surmonté avec succès. Dans le cadre de leurs recherches, les scientifiques se sont tournés vers un composé organique spécial : le catéchol. Il s’est avéré être un composant important capable d’améliorer la stabilité de la batterie et d’augmenter son efficacité. Cette approche a conduit à une augmentation significative de la tension des batteries zinc-ion, les rendant ainsi plus compétitives. Selon les scientifiques, ces batteries présentent plusieurs avantages. Ils ont b ...>>

Teneur en alcool de la bière chaude 07.05.2024

La bière, en tant que l'une des boissons alcoolisées les plus courantes, a son propre goût unique, qui peut changer en fonction de la température de consommation. Une nouvelle étude menée par une équipe internationale de scientifiques a révélé que la température de la bière a un impact significatif sur la perception du goût alcoolisé. L'étude, dirigée par le spécialiste des matériaux Lei Jiang, a révélé qu'à différentes températures, les molécules d'éthanol et d'eau forment différents types d'amas, ce qui affecte la perception du goût de l'alcool. À basse température, des amas plus pyramidaux se forment, ce qui réduit le piquant du goût « éthanol » et rend la boisson moins alcoolisée. Au contraire, à mesure que la température augmente, les grappes ressemblent davantage à des chaînes, ce qui donne lieu à un goût alcoolique plus prononcé. Cela explique pourquoi le goût de certaines boissons alcoolisées, comme le baijiu, peut changer en fonction de la température. Les données obtenues ouvrent de nouvelles perspectives pour les fabricants de boissons, ...>>

Nouvelles aléatoires de l'Archive

Magnétoréception biologique 27.01.2021

Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que, parce que les aimants peuvent attirer et repousser les électrons, le champ magnétique ou géomagnétique de la Terre pourrait influencer le comportement des animaux par le biais de réactions chimiques. Lorsque certaines molécules sont excitées par la lumière, un électron peut sauter d'une molécule à l'autre et créer deux molécules à électrons uniques, appelées paires de radicaux.

Les électrons simples peuvent être dans l'un des deux états de spin différents. Si deux radicaux ont le même spin électronique, leurs réactions chimiques ultérieures se déroulent lentement, tandis que des paires de radicaux avec des spins électroniques opposés peuvent réagir plus rapidement. Les champs magnétiques peuvent affecter les états de spin des électrons et ainsi affecter directement les réactions chimiques impliquant des paires de radicaux.

Les Japonais se sont donc intéressés aux molécules de flavine. Ils sont une sous-unité des cryptochromes, qui sont des molécules capables de briller ou de fluorescence lorsqu'elles sont exposées à la lumière bleue. Ce sont des molécules photosensibles importantes en biologie.

Lorsque les flavines sont excitées par la lumière, elles peuvent soit devenir fluorescentes, soit former des paires de radicaux. Cette possibilité signifie que l'intensité de fluorescence de la flavine dépend de la vitesse à laquelle les paires de radicaux réagissent. Des chercheurs japonais ont braqué un laser sur ces molécules, mais en même temps en ajoutant un champ magnétique artificiel, pour comprendre à quel point ce champ affecte les réactions chimiques et la fluorescence.

L'analyse statistique de l'intensité lumineuse a montré que la fluorescence de la cellule diminuait d'environ 3,5 % à chaque fois que les cellules étaient placées dans un champ magnétique. Cela signifie que la lumière bleue incite les molécules de flavine à générer des paires de radicaux, et donc qu'il y avait moins de molécules qui pouvaient émettre de la lumière. La fluorescence de la flavine dans la cellule a diminué jusqu'à ce que le champ magnétique disparaisse.

Les scientifiques pensent que le champ magnétique très faible de la Terre a un effet biologiquement important sur les processus chimiques se produisant dans un organisme vivant. Et c'est déjà la magnétoréception - c'est-à-dire la capacité de ressentir un champ magnétique et, grâce à cela, de naviguer dans l'espace.

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