Uma nova pesquisa da North Carolina State University descobriu que combinar componentes digitais e analógicos em não linear, os circuitos integrados baseados no caos podem melhorar seu poder computacional, permitindo o processamento de um número maior de entradas. Essa abordagem do "melhor dos dois mundos" pode levar a circuitos que podem realizar mais cálculos sem aumentar seu tamanho físico.

Os cientistas da computação e designers estão lutando para cumprir a lei de Moore, que afirma que o número de transistores em um circuito integrado dobrará a cada dois anos para atender às demandas de processamento. Eles estão atingindo rapidamente os limites da física em termos de tamanho de transistor - não é possível continuar encolhendo os transistores para caber mais em um chip.

Baseado no caos, circuitos não lineares foram propostos como uma solução para o problema, como um circuito pode realizar vários cálculos em vez do atual "um circuito, design de uma tarefa ". No entanto, o número de entradas que podem ser processadas na computação baseada no caos é limitado pelo ruído ambiente, o que diminui a precisão. O ruído ambiente refere-se a flutuações de sinal aleatórias que podem ser causadas por variações de temperatura, flutuações de tensão ou defeitos de semicondutores.

"O ruído sempre foi um grande problema em quase todas as aplicações de engenharia, incluindo dispositivos de computação e comunicações, "diz Vivek Kohar, bolsista de pós-doutorado na NC State e autor principal de um artigo que descreve o trabalho. "Nosso sistema não é linear e, portanto, o ruído pode ser ainda mais problemático."

Para resolver o problema, os pesquisadores criaram um sistema híbrido que usa um bloco digital de portas AND e um circuito não linear analógico para distribuir a computação entre os circuitos digital e analógico. O resultado é uma redução exponencial no tempo computacional, o que significa que a saída pode ser medida enquanto os desvios baseados em ruído ainda são pequenos. Resumidamente, os cálculos são realizados tão rapidamente que o ruído não tem tempo de afetar sua precisão.

Para melhorar ainda mais a precisão, A solução proposta de Kohar e seus colegas acopla sistemas múltiplos. Este acoplamento fornece uma rede de segurança que reduz o efeito de desvios baseados em ruído no estágio final.

"Pense no montanhismo, "diz Kohar." Os alpinistas podem escalar individualmente, mas se um escorregar, ele / ela pode ter uma queda perigosa. Então, eles usam cordas para conectá-los uns aos outros. Se alguém escorregar, os outros impedirão sua queda. Nosso sistema é mais ou menos assim, onde todos os sistemas estão conectados entre si o tempo todo.

“Os sistemas são sintonizados de tal forma que, no momento da medição, nosso sistema está no máximo ou mínimo - os pontos onde os efeitos do ruído são baixos em geral e muito menores se os sistemas forem acoplados. Considerando o exemplo do montanhismo novamente, isso significa que pegamos as médias dos escaladores quando eles estão em locais de descanso, como o pico ou vale, onde as distâncias entre eles são menores. "

A pesquisa aparece em Revisão Física Aplicada .