Een groep van Politecnico di Milano heeft een elektronische schakeling ontwikkeld die in staat is om een ​​stelsel lineaire vergelijkingen in één bewerking op te lossen in een tijdschaal van enkele tientallen nanoseconden. De prestaties van dit nieuwe circuit zijn niet alleen superieur aan klassieke digitale computers, maar ook voor kwantumcomputers. Het zal binnenkort mogelijk zijn om een ​​nieuwe generatie computerversnellers te ontwikkelen die een revolutie teweeg zullen brengen in de technologie van kunstmatige intelligentie.

Het oplossen van een stelsel lineaire vergelijkingen betekent het vinden van de onbekende vector X die voldoet aan de vergelijking Ax =b, waarbij A een matrix van coëfficiënten is en b een bekende vector is. Om dit probleem op te lossen, een conventionele digitale computer voert een algoritme uit dat verschillende bewerkingen vergt, wat zich vertaalt in een aanzienlijk tijd- en energieverbruik.

De nieuwe kring, die is ontwikkeld in het kader van het Europese ERC-project Resistive Switch Computing Beyond CMOS (RESCUE), lost stelsels lineaire vergelijkingen (Ax=b) op dankzij een innovatieve methode van in-memory computing, waarbij de coëfficiënten van matrix A worden opgeslagen in een speciaal apparaat dat een memristor wordt genoemd. De memristor kan analoge waarden opslaan, dus een memristormatrix kan fysiek een coëfficiëntmatrix A in het circuit in kaart brengen, waardoor de berekening sterk wordt versneld.

Het memristorcircuit is getest en gevalideerd op een groot aantal algebraïsche problemen, zoals het rangschikken van internetwebsites en het oplossen van gecompliceerde differentiaalvergelijkingen waaronder de Schrödingervergelijking voor de berekening van de kwantumgolffunctie voor een elektron. Al deze problemen worden in één handeling opgelost.

Deze resultaten zijn gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Science .