據(jù)賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究人員稱，解決大規(guī)模問(wèn)題(如航空公司的時(shí)間表和供應(yīng)鏈物流)的重要優(yōu)化算法可能很快就會(huì)得到二維材料的推動(dòng)，這將使算法能夠更好地解決這些問(wèn)題并減少能源的使用。

這些大規(guī)模的問(wèn)題被稱為組合優(yōu)化問(wèn)題，這些問(wèn)題非常復(fù)雜，使用窮舉式搜索找到最佳解決方案有時(shí)是不可行的。因此，算法是解決這些問(wèn)題的寶貴工具，它能找到潛在的最佳解決方案。

研究人員提出了一個(gè)解決方案，將一種被稱為模擬退火的優(yōu)化算法與一種被稱為內(nèi)存計(jì)算的技術(shù)相結(jié)合。模擬退火是基于冶金學(xué)中的退火，即金屬被加熱后，原子會(huì)自我重組，然后在最低能量狀態(tài)下結(jié)晶。

研究時(shí)，科學(xué)家提議使用模擬退火算法來(lái)尋找伊辛模型的自旋玻璃系統(tǒng)(Ising spin glass system)的基態(tài)，這是一個(gè)以自旋方向的隨機(jī)性為特征的磁性系統(tǒng)。要做到這一點(diǎn)，他們需要進(jìn)行高端計(jì)算操作。為了進(jìn)行這些計(jì)算，他們使用了二維材料，也就是只有幾個(gè)原子厚的材料。

研究員表示：“首先，使用基于二維材料的晶體管可以實(shí)現(xiàn)超低功率運(yùn)行，節(jié)省能源。然后，這項(xiàng)工作中使用的乘法器電路非常獨(dú)特，使我們能夠有效地計(jì)算自旋系統(tǒng)的能量。最后，與模擬退火的實(shí)現(xiàn)方式不同，實(shí)現(xiàn)我們工作所需的硬件不需要隨著問(wèn)題的大小而擴(kuò)展。”

科學(xué)家說(shuō)，將二維材料用于這一目的具有重要意義，因?yàn)槎S材料是硅技術(shù)的替代品，可能為未來(lái)的電子技術(shù)鋪平道路。

該研究論文題為"An Annealing Accelerator for Ising Spin Systems Based on In‐Memory Complementary 2D FETs"，已發(fā)表在《先進(jìn)材料》期刊上。

關(guān)鍵詞： 二維材料 大規(guī)模問(wèn)題 算法 問(wèn)題