Физики из Германии создали вычислительное устройство, где роль процессора выполняют 400 крошечных сфер, движущихся в жидкой среде. Авторы работы, опубликованной в Communications AI & Computing, демонстрируют возможности системы, но признают ее отставание от мемристорных аналогов.
В основе системы — кремниевые частицы радиусом 3 микрона с углеродным покрытием, помещенные в смесь воды и лутидина при 28°C. Лазер нагревает оболочку каждой сферы, заставляя ее двигаться к заданной точке. Из-за задержки между считыванием положения и перемещением луча частица проскакивает цель и начинает вращаться по небольшой орбите. Потоки жидкости связывают соседние частицы друг с другом. Именно эта жидкая среда с движущимися частицами и дала название системе — «жидкий компьютер» или «коллоидный вычислитель». Данные поступают в систему как смещения целевых точек.
Специалисты протестировали систему на двух задачах: прогнозирование хаотического ряда Макки-Гласса и обнаружение аномалий, которые не меняют среднее значение, дисперсию и автокорреляцию сигнала. Во второй задаче точность достигла показателя F1 = 0,90. Однако при прогнозировании хаотического ряда ошибка составила около 0,1. Системы на мемристорах на том же тесте достигают ошибки 0,01 — то есть они в 10 раз точнее.
Параметры системы, включая расстояние между частицами и порог затухания, регулируются во время эксперимента. Точность сохраняется даже при подаче данных только на 20% частиц и при сбоях отдельных сфер. Физики признают, что их система не превосходит существующие физические вычислители. Профессор Клеменс Бехингер из университета Констанца (University of Konstanz) заявил: для вычислений не обязательно полностью понимать физику процесса — достаточно стабильной реакции на входные сигналы. Ученые называют такую схему вряд ли применимой на практике и предлагают рассмотреть более простые способы управления, например, с помощью электродов.