علماء الكمبيوتر يبنون مصادمًا خلويًا آليًا فائقًا

يعد أحد أقدم الاكتشافات في لعبة الحياة كانت الطائرة الشراعية ، وهي نمط دائم ذاتيًا يتحرك قطريًا عبر الشبكة في جهاز خلوي آلي.

الطائرات الشراعية مهمة لأنها تنقل المعلومات في هذا العالم الافتراضي. هم أيضا يفعلون أشياء مثيرة للاهتمام. عندما تصطدم الطائرات الشراعية ، يمكن أن تشكل أجسامًا أكثر تعقيدًا مثل البنادق الشراعية. عندما يصطدمون بأشياء أخرى ، يمكنهم دفعها أو سحبها.

أطول خط مستقيم على الأرض

في الواقع ، يمكن ترتيب الطائرات الشراعية بطريقة تعالج المعلومات مثل البوابات المنطقية. لم يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لعلماء الكمبيوتر لإثبات أن مثل هذه الترتيبات يمكن إجراؤها مكافئًا من الناحية الحسابية لآلة تورينج. بمعنى آخر ، يمكن للطائرات الشراعية أن تحسب.

أثارت هذه الفكرة اهتمام العديد من علماء الكمبيوتر على مر السنين. (ليس أقلها ستيفن ولفرام الذي وصف بدقة الخصائص الحسابية للأوتوماتون الخلوي ونشر أفكاره على أنها نوع جديد من العلم).



تثير طريقة التفكير هذه سؤالًا مثيرًا للاهتمام: كيف يمكنك بناء جهاز كمبيوتر مفيد باستخدام الطائرات الشراعية.

في عام 2002 ، توصل توماسو توفولي من جامعة بوسطن إلى فكرة مثيرة للاهتمام. الطائرات الشراعية ليست الجسيمات الوحيدة التي تتحرك في لعبة الحياة. هناك العديد من الخصائص الأخرى مثل السرعة والشكل. عندما تتصادم ، يمكن أن تشكل جسيمات أخرى تتدفق في اتجاهات أخرى.

لكن هذا هو الشيء. كل جسيم ليس أكثر من سلسلة من البتات. عندما يتفاعل جسيم مع آخر ، يمكن أن ينتهي الأمر بتعديل سلاسل البت لإنتاج سلاسل بت أخرى. كانت رؤية توفولي هي فهم أن هذه العملية هي في الأساس عملية حسابية وأن مصادم الطائرات الشراعية الفائقة يمكن أن تنفذ حسابات معقدة.

اليوم ، أعلن جينارو مارتينيز من جامعة غرب إنجلترا في بريستول وعدد قليل من زملائه أنهم ابتكروا واختبروا مثل هذه الطائرة الشراعية.

إن صنع مثل هذا الجهاز ليس بالأمر السهل تمامًا. تميل الجسيمات في الإنسان الخلوي إلى التحرك في خطوط مستقيمة ، لذا يتمثل أحد التحديات في إيجاد طرق لتوجيه الحزم بحيث تصطدم. قام مارتينيز وزملاؤه بحل هذه المشكلة عن طريق توجيه الحزم عبر الهياكل الافتراضية الأخرى التي تتصرف مثل المغناطيس في مسرعات الجسيمات الحقيقية ، مما يؤدي إلى ركل الجسيمات في الخط أثناء مرورها.

ولإضفاء لمسة جمالية على الكعكة ، صمم مارتينيز وزملاؤه تصادمًا بين أسراب من الطائرات الشراعية بطريقة تمكنهم من إجراء العمليات الحسابية.

هجمات يوم الصفر

هذا مثير للإعجاب ولكن لماذا هو أكثر فائدة من أشكال الحساب الأخرى؟ الجواب ذو شقين. أولاً ، يقول مارتينيز وزملائه إن هذه المصادمات الفائقة يمكن أن تحاكي فئة كاملة من الاصطدامات الطبيعية التي يصعب نمذجتها بخلاف ذلك. إنهم يفكرون في أشياء مثل مكامن الخلل ، وأنفاس التنفس والسولتون في السلاسل الجزيئية ، ومراحل في شبه البلورات ، ومشابك في المغناطيسات الحديدية ، وما إلى ذلك.

يتمتع هذا النوع من الحوسبة القائمة على التصادم بميزة كبيرة على الحوسبة التقليدية لأنها تشترك بالفعل في العديد من الخصائص مع النظام الذي تحاكيه. هذا لديه القدرة على جعل النمذجة أسهل وأكثر دقة.

السبب الثاني هو أنه قد يكون من الممكن إنشاء سيكلوترونات شراعية باستخدام أنواع معينة من سلاسل البوليمر ، والتي يمكن صنعها لتتصرف مثل الأوتوماتا الخلوية. إذا كان هذا ممكنًا ، فإن عملية حسابية ستجبر نظامًا فيزيائيًا بسيطًا نسبيًا لمحاكاة سلوك نظام أكثر تعقيدًا.

هذه جائزة كبيرة ، إذا كان من الممكن تحقيقها. وهنا تكمن المشكلة. لا يوجد نقص في الأفكار الواعدة وحتى النماذج الأولية للأشكال غير التقليدية من الحوسبة (لقد نظرنا إلى القليل من هذه المجموعة في جامعة غرب إنجلترا من قبل). ولكن باستثناء الحوسبة الكمومية ، فإن الأمثلة على التطبيقات المفيدة حقًا ما زالت قليلة ومتباعدة.

يقول مارتينيز وزملاؤه إنهم يعملون على بناء مصادم فائق من سلاسل البوليمر. سنراقب لنرى كيف يتقدمون.

المرجع: arxiv.org/abs/1105.4332 : المركبات الآلية الخلوية الفائقة

يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

مؤشر With

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به