កុំព្យូទ័រឌីជីថល
 |
អត្ថបទនេះ ត្រូវការការយកចិត្តទុកដាក់ពីអ្នកជំនាញខាងរូបវិទ្យា ។ (វិច្ឆិកា 2012)
|
គណិតវិទ្យា អុបទិក ឬ ហ្វូ តូនីក ប្រើ ពន្លឺដែល បង្កើតឡើងដោយ ឡាស៊ែរ ឬ ពន្លឺ សម្រាប់ការគណនា។ អស់រយៈពេលជាច្រើនទសវត្សរ៍, photons បានសន្យាថានឹងអនុញ្ញាតឱ្យមាន ប្រេកង់ ខ្ពស់ ជាង អេឡិចត្រុងដែល ប្រើនៅក្នុងកុំព្យូទ័រធម្មតា។
គម្រោងស្រាវជ្រាវភាគច្រើនផ្តោតលើការជំនួសសមាសធាតុកុំព្យូទ័របច្ចុប្បន្នជាមួយសមមូលអុបទិកដែលជាលទ្ធផល ប្រព័ន្ធឌីជីថលឌីជីថល ដំណើរការ ទិន្នន័យប្រព័ន្ធទិន្នន័យឌីជីថល ។ វិធីសាស្រ្តនេះហាក់ដូចជាផ្តល់ជូននូវទស្សនវិស័យរយៈពេលខ្លីដ៏ល្អបំផុតសម្រាប់ការប្រើប្រាស់កុំព្យូទ័រអុបទិកពាណិជ្ជកម្មចាប់តាំងពីសមាសធាតុអុបទិកអាចត្រូវបានដាក់បញ្ចូលទៅក្នុងកុំព្យូទ័រតាមបែបប្រពៃណីដើម្បីផលិតកូនកាត់អេឡិចត្រូនិចអេឡិចត្រូនិច។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ឧបករណ៍ អេកូអេឡិចត្រូនិច បាត់បង់ថាមពល 30% នៃថាមពលអេឡិចត្រូនិចទៅជា photons និងត្រឡប់មកវិញ។ ការបម្លែងនេះក៏អាចពន្យឺតការបញ្ជូនសារ។ កុំព្យូរទ័រអុបទិកបំបាត់នូវតម្រូវការសម្រាប់ការសន្ទុះអុបទិកអេឡិចត្រូនិច (OEO) ដែលកាត់បន្ថយតម្រូវការសម្រាប់ថាមពលអគ្គិសនី។
ឧបករណ៍ជាក់លាក់សម្រាប់កម្មវិធីដូចជា រ៉ាដាជំរៅសំយោគ (SAR) និង អាំងតង់ស៊ីតេអុបទិក ត្រូវបានគេរចនាឡើងដើម្បីប្រើគោលការណ៍នៃការគណនាអេឡិចត្រូនិច។ ឧទាហរណ៍ការប្រៀបធៀបអាចត្រូវបានប្រើឧទាហរណ៍ដើម្បីរកនិងតាមដានវត្ថុនិងដើម្បីចាត់ថ្នាក់ទិន្ន័យអ័ក្សទិព្វក្នុងសម័យអេឡិចត្រូនិច។
មាតិកា
- 1សមាសធាតុអុបទិកសម្រាប់កុំព្យូទ័រឌីជីថលពីរ
- 1.1ភាពចម្រូងចម្រាស
- 2ការយល់ខុស, បញ្ហាប្រឈម, និងការរំពឹងទុក
- 3តក្កវិជ្ជា
- 4វិធីសាស្ដ្រមិនធម្មតា
- 4.1ការពន្យាពេលកំព្យូទ័រអុបទិក
- 4.2ការគណនាតាមអាយុកាលរលក
- 4.3 ការគណនាដោយ xeroxing លើភាពថ្លា
- 4.4របាំងអុបទិកម៉ាស់
- 4.5ឈីប Fourier សហសេវិក
- 4.6ម៉ាស៊ីនដែលកំពុងប្រើ
- 5សូមមើលផងដែរ
- 6ឯកសារយោង
- 7អានបន្ថែម
- 8តំណខាងក្រៅ
សមាសធាតុអុបទិកសម្រាប់កុំព្យូទ័រឌីជីថលប្រព័ន្ធគោលពីរ
ប្លុកគ្រឹះនៃកុំព្យូទ័រអេឡិចត្រូនិចទំនើបគឺ ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ ។ ដើម្បីជំនួសសមាសធាតុអេឡិចត្រូនិចជាមួយអុបទិកអ្នក ត្រូវការ ត្រង់ស៊ី គ្នា អុបទិចអុបទិក ។ នេះត្រូវបានសម្រេចដោយប្រើសម្ភារៈ ដែលមានលិបិក្រមចំណាំងបែរដែលមិនមែនជាលីនេអ៊ែរ ។ ជាពិសេសសម្ភារមានដែលអាំងតង់ស៊ីតេនៃពន្លឺចូលមកប៉ះពាល់ដល់អាំងតង់ស៊ីតេនៃពន្លឺដែលបានបញ្ជូនតាមរយៈសម្ភារៈក្នុងលក្ខណៈស្រដៀងគ្នាទៅនឹងការឆ្លើយតបរបស់ transistor bipolar ។ ដូចជា "ត្រង់ស៊ីស្ទ័រអុបទិក" អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតអុបទិក ទ្វារតក្ក, ដែលនៅក្នុងវេនត្រូវបានដំឡើងចូលទៅក្នុងសមាសភាគកម្រិតខ្ពស់នៃកុំព្យូទ័រ ស៊ីភីយូ។ ទាំងនេះនឹងជាគ្រីស្តាល់អុបទិចអុបថិនដែលត្រូវបានគេប្រើដើម្បីប្រើពន្លឺធ្នឹមដើម្បីគ្រប់គ្រងធ្នឹមពន្លឺផ្សេងទៀត។
ភាពចម្រូងចម្រាស
មានការខ្វែងគំនិតរវាងអ្នកស្រាវជ្រាវអំពីសមត្ថភាពនាពេលអនាគតរបស់កុំព្យូទ័រអុបទិច: តើពួកគេនឹងអាចប្រកួតប្រជែងជាមួយអេឡិចត្រូនិចអេឡិចត្រូនិកដែលមានល្បឿនលឿនការប្រើប្រាស់ថាមពលថ្លៃដើមនិងទំហំទេ? អ្នករិះគន់បានកត់សម្គាល់ថាប្រព័ន្ធតក្កពិភពលោកពិតប្រាកដតម្រូវឱ្យមាន "ការស្តារតក្កកម្រិត, ការបង្កើតអោយមាន, អ្នកគាំទ្រចេញ និងឯកោបញ្ចូលលទ្ធផល" ដែលទាំងអស់នេះបច្ចុប្បន្នត្រូវបានផ្តល់ដោយត្រង់ស៊ីស្ទ័រអេឡិចត្រូនិនៅក្នុងការចំណាយទាប, ថាមពលទាបនិងល្បឿនខ្ពស់។ សម្រាប់តក្កវិជ្ជាអុបទិកដែលមានការប្រកួតប្រជែងលើសពីកម្មវិធីតូចៗជាច្រើននោះការបង្កើតដ៏សំខាន់នៅក្នុងបច្ចេកវិជ្ជាឧបករណ៍អុបទិចដែលមិនមែនជាលីនេអ៊ែរនឹងត្រូវបានទាមទារឬក៏ប្រហែលជាការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងធម្មជាតិនៃការគណនាខ្លួនឯង។ [8] [9]
ការយល់ខុស, បញ្ហាប្រឈម, និងការរំពឹងទុក
បញ្ហាប្រឈមដ៏សំខាន់ចំពោះការគណនាអេឡិចត្រូនិចគឺថាការគណនាគឺជា ដំណើរការ ក្រៅប្រព័ន្ធ ដែលមានសញ្ញាច្រើនណាស់ត្រូវធ្វើអន្តរកម្ម។ ពន្លឺដែលជា រលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិច អាចធ្វើអន្តរកម្មជាមួយរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចមួយផ្សេងទៀតនៅក្នុងវត្តមានអេឡិចត្រុងនៅក្នុងវត្ថុធាតុ ហើយភាពខ្លាំងនៃអន្តរកម្មនេះគឺខ្សោយចំពោះរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េនិចដូចជាពន្លឺជាងចំពោះសញ្ញាអេឡិចត្រូនិកនៅក្នុង កុំព្យូទ័រធម្មតា។ នេះអាចបណ្តាលឱ្យធាតុកែច្នៃសម្រាប់កុំព្យូទ័រអុបទិកដែលតម្រូវឱ្យមានថាមពលនិងទំហំធំជាងដែលប្រើសម្រាប់អេឡិចត្រូនិកធម្មតាប្រើអេឡិចត្រូនិច។ [ ត្រូវការអំណះអំណាង ]
ការយល់ច្រឡំបន្ថែមទៀតគឺថាចាប់តាំងពីពន្លឺអាចធ្វើដំណើរបានលឿនជាង ល្បឿន នៃអេឡិចត្រុងហើយនៅប្រេកង់ដែលបានវាស់ដោយ THz នោះ transistors អុបទិកគួរតែមានប្រេកង់ខ្ពស់ខ្លាំង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយរលកអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចត្រូវតែគោរពតាម ដែនកំណត់បំលែង ហើយដូចេ្នះល្បឿនដែលប្រតិកម្មអុបទិចអាចឆ្លើយតបទៅនឹងសញ្ញាត្រូវបានកំណត់ដោយ ប្រេកង់វ៉ិចទ័ររបស់វា ។ ទោះជាយ៉ាងណានៅក្នុងការ ទំនាក់ទំនងខ្សែកាបអុបទ ិ, ដែនកំណត់ជាក់ស្តែងដូចជាការ បែកខ្ចាត់ខ្ចាយ ជាញឹកញាប់បង្ខំ ប៉ុស្តិ៍ទៅនឹងល្បឿននៃ 10 នៃ GHz, មានតែបន្តិចបន្តួចល្អប្រសើរជាង transistor ស៊ីលីនជាច្រើន។ ការទទួលបានប្រតិបត្តិការយ៉ាងលឿនជាង transistor អេឡិចត្រូនិដូច្នេះនឹងត្រូវការវិធីសាស្រ្តជាក់ស្តែងនៃការបញ្ជូន impulses ultrashort ចុះ waveguides ខ្ពស់ dispersive ។
តក្កវិទ្យា
តក្កឌីជីថលគឺជាការប្រើប្រាស់ photons ( ពន្លឺ ) នៅក្នុង ច្រកទ្វារតក្កវិទ្យា (NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR, XNOR) ។ ការផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានទទួលដោយប្រើ បែបផែនអហ្វអ័រឡេន នៅពេលដែលសញ្ញាពីរឬច្រើនត្រូវបានផ្សំ។ [6]
ម៉ាញ៉េតូរីន មានប្រសិទ្ធភាពជាពិសេសនៅក្នុងតក្កប្លែកៗពីព្រោះវាអនុញ្ញាតឱ្យបង្កើតថាមពលពី ការជ្រៀតជ្រែកក្នុងន័យស្ថាបនា ដូច្នេះវាធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវឥទ្ធិពលអុបទិចអុបទិក។
វិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតដែលបច្ចុប្បន្នកំពុងត្រូវបានស៊ើបអង្កេតរួមតក្កភូតុងនៅ កម្រិតម៉ូលេគុល ដោយប្រើ photoluminescent សារធាតុគីមី។ នៅក្នុងបាតុកម្មនាពេលថ្មីៗនេះ Witlicki et al ។ បានអនុវត្តប្រតិបត្តិការឡូជីខលដោយប្រើម៉ូលេគុលនិង SERS ។
វិធីសាស្រ្តមិនទាន់ប្រក្រតី
ពេលវេលាពន្យារពេលកុំព្យូទ័រអុបទិក
គំនិតជាមូលដ្ឋានគឺដើម្បីពន្យាពេលពន្លឺ (ឬសញ្ញាណាមួយផ្សេងទៀត) ដើម្បីអនុវត្តការគណនាមានប្រយោជន៍។ ចំណាប់អារម្មណ៍នឹងត្រូវដោះស្រាយបញ្ហា NP-Complete ព្រោះវាជាបញ្ហាពិបាកសម្រាប់កុំព្យូទ័រធម្មតា។
មាន 2 គុណសម្បត្តិជាមូលដ្ឋាននៃពន្លឺដែលត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងវិធីនេះ:
- ពន្លឺអាចត្រូវបានពន្យាពេលដោយឆ្លងកាត់តាមសរសៃអុបទិកនៃប្រវែងជាក់លាក់។
- ពន្លឺអាចបែងចែកទៅជាកាំរស្មីច្រើន។ ទ្រព្យសម្បត្តិនេះក៏សំខាន់ផងដែរពីព្រោះយើងអាចវាយតម្លៃដំណោះស្រាយច្រើនក្នុងពេលតែមួយ។
នៅពេលដោះស្រាយបញ្ហាដែលមានយឺតពេលជំហានខាងក្រោមត្រូវតែធ្វើតាម
- ជំហានដំបូងគឺបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធក្រាហ្វដូចធ្វើពីខ្សែអេឡិចត្រុងនិងការញែក។ ក្រាហ្វិកនីមួយៗមានថ្នាំងចាប់ផ្ដើមនិងថ្នាំងទិសដៅ។
- ពន្លឺចូលតាមរយៈថ្នាំងចាប់ផ្ដើមហើយកាត់ក្រាហ្វរហូតដល់ចំនុចភ្ជាប់ទៅទិសដៅ។ វាត្រូវបានពន្យាពេលឆ្លងកាត់ធ្នូនិងបែងចែកនៅខាងក្នុង។
- ពន្លឺត្រូវបានសម្គាល់នៅពេលឆ្លងកាត់ធ្នូឬតាមរយៈថ្នាំងដូច្នេះយើងអាចកំណត់អត្តសញ្ញាណការពិតយ៉ាងងាយស្រួលនៅថ្នាំងទិសដៅ។
- នៅកន្លែងគោលដៅទិសដៅយើងនឹងរង់ចាំសញ្ញា (ភាពប្រែប្រួលនៃអាំងតង់ស៊ីតេនៃសញ្ញា) ដែលមកដល់ពេលជាក់លាក់ណាមួយ។ ប្រសិនបើគ្មានសញ្ញាមកដល់នៅពេលនោះនោះមានន័យថាយើងគ្មានដំណោះស្រាយចំពោះបញ្ហារបស់យើងទេ។ បើមិនដូច្នោះទេបញ្ហានេះមានដំណោះស្រាយ។ ភាពប្រែប្រួលអាចត្រូវបានអានជាមួយ photodetector និង oscilloscope មួយ ។
បញ្ហាដំបូងដែលត្រូវបានវាយប្រហារតាមផ្លូវនេះគឺ បញ្ហាផ្លូវ Hamiltonian ។ ក្រោយមក បញ្ហាផ្សេងៗទៀតត្រូវបានដោះស្រាយតាមវិធីនេះ ។
វិធីសាមញ្ញបំផុតគឺ បញ្ហាបូកសរុប ។ឧបករណ៍អុបទិកដែលដោះស្រាយវត្ថុមួយដែលមាន 4 លេខ {a1, a2, a3, a4} ត្រូវបានបង្ហាញដូចខាងក្រោម:
ពន្លឺនឹងបញ្ចូលក្នុងថ្នាំងចាប់ផ្ដើម។ វានឹងត្រូវបានបែងចែកទៅជាកាំរស្មី 2 (អនុ) នៃអាំងតង់ស៊ីតេតូចជាង។ កាំរស្មី 2 ទាំងនេះនឹងមកដល់ចំណុចថ្នាំងទីពីរនៅពេល a1 និង 0. ពួកវានីមួយៗនឹងត្រូវបានបែងចែកជា 2 ជួរដែលនឹងមកដល់នៅថ្នាំងទី 3 នៅ 0, a1, a2 និង a1 + a2 ។ ទាំងនេះតំណាងឱ្យសំណុំរងទាំងអស់នៃសំណុំ {a1, a2} ។ យើងរំពឹងថានឹងមានការប្រែប្រួលនៃអាំងតង់ស៊ីតេនៃសញ្ញាមិនលើសពី 4 ពេលវេលាខុសៗគ្នា។ នៅក្នុងគន្លងទិសដៅយើងរំពឹងថានឹងមានការប្រែប្រួលមិនលើសពី 16 ពេលវេលាខុសគ្នា (ដែលជាសំណុំរងនៃការផ្តល់ឱ្យ។ ប្រសិនបើយើងមានការប្រែប្រួលនៅពេលកំណត់ B វាមានន័យថាយើងមានដំណោះស្រាយបញ្ហាបើមិនដូច្នោះទេមិនមានទេ។ សំណុំរងដែលផលបូករបស់ធាតុគឺ B ។ ចំពោះការអនុវត្តជាក់ស្តែងយើងមិនអាចមានខ្សែកោងដែលមានប្រវែងសូន្យទេដូច្នេះខ្សែទាំងអស់ត្រូវបានកើនឡើងជាមួយតម្លៃតូចមួយ (ថេរសម្រាប់ទាំងអស់) ។
ការគណនាដែលមានមូលដ្ឋានលើរលកអាកាស
ការគណនាអំពីអាយុកាលរលក [14] អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហា 3 -SAT ជាមួយអញ្ញត្តិ n ឃ្លា clause និងមិនមានច្រើនជាង 3 អថេរក្នុងមួយឃ្លា។ ជំហានរលកនីមួយៗដែលមានក្នុងកាំពន្លឺមួយត្រូវបានគេចាត់ទុកថាជាការកំណត់តម្លៃដែលអាចធ្វើទៅបានចំពោះអញ្ញត្តិ n ។ ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចមានក្រឡាចត្រង្គហើយកញ្ចក់ត្រូវបានប្រើដើម្បីរើសអណា្តាលរលកពន្លឺត្រឹមត្រូវដែលបំពេញរូបមន្ត។
គណនាដោយ xeroxing លើភាពថ្លា
វិធីសាស្ត្រនេះប្រើម៉ាស៊ីន Xerox និងសន្លឹកដែលមានតម្លាភាពសម្រាប់ដំណើរការគណនា។បញ្ហា k -sat ជាមួយអថេរ n ឃ្លា cl និងអថេរ k ច្រើនបំផុតក្នុងមួយឃ្លាត្រូវបានដោះស្រាយក្នុង 3 ជំហាន:
- ដំបូងទាំងអស់ 2 ^ n អាចធ្វើទៅបាននៃអថេរ n ត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការសម្តែងច្បាប់ចម្លង n xerox ។
- ការប្រើច្រើនបំផុតនៃច្បាប់ចម្លងនៃតារាងសេចក្តីពិតចំនួន 2k ឃ្លានីមួយៗត្រូវបានវាយតម្លៃនៅជួរនីមួយៗនៃតារាងសេចក្ដីពិតក្នុងពេលដំណាលគ្នា។
- ដំណោះស្រាយត្រូវបានទទួលដោយការធ្វើប្រតិបត្តិការចម្លងតែមួយនៃភាពថ្លាត្រចៀកនៃឃ្លាទាំងអស់។
ធ្នឹមអុបទិករបាំង
បញ្ហាលក់អ្នកដំណើរ ត្រូវបានដោះស្រាយក្នុង ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តអុបទិក។ ផ្លូវ TSP ទាំងអស់ដែលអាចធ្វើបានត្រូវបានបង្កើតនិងរក្សាទុកនៅក្នុងម៉ាទ្រីសប្រព័ន្ធគោលពីរដែលត្រូវបានគុណជាមួយវ៉ិចទ័រមាត្រដ្ឋានប្រផេះផ្សេងទៀតដែលមានចម្ងាយរវាងទីក្រុង។ គុណគុណនេះត្រូវបានអនុវត្តអុបទិចដោយប្រើអង្កត់ផ្ចិតអុបទិក។
កែច្នៃសហសេវិក Fourier អុបទិក
ការគណនាជាច្រើនជាពិសេសនៅក្នុងកម្មវិធីវិទ្យាសាស្រ្តតម្រូវឱ្យមានការប្រើជាញឹកញាប់នៃការ បម្លែង Fourier ដាច់ពីគ្នា 2D (DFT) - ឧទាហរណ៍ក្នុងការដោះស្រាយសមីការឌីផេរ៉ង់ស្យែលពិពណ៌នាអំពីការរីករាលដាលរលកឬការផ្ទេរកំដៅ។ ទោះបីជាបច្ចេកវិជ្ជា GPU សម័យទំនើបជាធម្មតាបើកការគណនាល្បឿនខ្ពស់នៃ DFT 2D ដ៏ធំមួយក៏ដោយក៏បច្ចេកទេសថ្មីៗត្រូវបានបង្កើតឡើងដែលអាចអនុវត្ត DFTs ដោយប្រើលក្ខណៈធម្មជាតិ ប្លែករបស់ Fourier នៃកញ្ចក់ ។ ព័ត៌មានបញ្ចូលត្រូវបានអ៊ិនកូដដោយប្រើ ម៉ូឌុលពន្លឺ គ្រីស្តាល់រាវ ហើយលទ្ធផលត្រូវបានវាស់ដោយប្រើ CMOS ស្តង់ដារឬ CCD sensor ធម្មតា។ ស្ថាបត្យកម្មអុបទិកបែបនេះអាចផ្តល់នូវការពង្រីកវិសាលភាពនៃភាពស្មុគស្មាញនៃការគណនាដោយសារតែទំនាក់ទំនងនៃអុបទិកជាប់ទាក់ទងខ្ពស់ជាប់លាប់ហើយត្រូវបានគេប្រើដើម្បីដោះស្រាយសមីការកំដៅ 2D ។
ម៉ាស៊ីនដែលកំពុងប្រើ
កុំព្យូទ័ររូបរាងដែលត្រូវបានបំផុសគំនិតដោយ គំរូ Ising ទ្រឹស្ដី ដែលគេហៅថា Ising machines ។
លោក Yoshihisa Yamamoto បានធ្វើជាអ្នកត្រួសត្រាយផ្លូវក្នុងការសាងសង់ម៉ាស៊ីនអាយស៊ីងដោយប្រើប្រាស់ photons ។ ដំបូង Yamamoto និងសហការីរបស់គាត់បានបង្កើតម៉ាស៊ីន Ising ដោយប្រើប្រាស់ឡាស៊ែរកញ្ចក់និងសមាសធាតុអុបទិកដទៃទៀតដែលគេរកឃើញនៅលើ តុអុបទិក ។
ក្រោយមកក្រុមមួយនៅឯ ក្រុមហ៊ុន Hewlett Packard Labs រួមទាំងលោក Dave Kielpinski បានបង្កើត ឧបករណ៍រចនា បន្ទះឈីបថតរូប និងប្រើប្រាស់ពួកវាដើម្បីបង្កើតម៉ាស៊ីន Ising នៅលើបន្ទះឈីបតែមួយដែលរួមបញ្ចូលសមាសធាតុអុបទិក 1,052 នៅលើបន្ទះឈីបតែមួយ។
សូមមើលផងដែរ
- ការគណនា quantum អុបទិកលីនេអ៊ែរ
- បណ្តាញសរសៃប្រសាទអុបទិក
- ម៉ូលេគុលថតរូប
EmoticonEmoticon