論文の概要: Universal Mechanical Polycomputation in Granular Matter

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.17872v1
• Date: Mon, 29 May 2023 03:39:10 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-30 16:07:11.562868
• Title: Universal Mechanical Polycomputation in Granular Matter
• Title（参考訳）: 粒状体におけるユニバーサルメカニカルポリコンピューティング
• Authors: Atoosa Parsa, Sven Witthaus, Nidhi Pashine, Corey S. O'Hern, Rebecca Kramer-Bottiglio, Josh Bongard
• Abstract要約: 2つの異なる周波数で1つの粒が2つの異なるNANDゲートとして同時に作用する材料の発展を示す。 南門は論理的な操作をそれらから構築できるので興味がある。 これは汎用的で計算量の多い機械計算機への一歩である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5627346969563954
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Unconventional computing devices are increasingly of interest as they can operate in environments hostile to silicon-based electronics, or compute in ways that traditional electronics cannot. Mechanical computers, wherein information processing is a material property emerging from the interaction of components with the environment, are one such class of devices. This information processing can be manifested in various physical substrates, one of which is granular matter. In a granular assembly, vibration can be treated as the information-bearing mode. This can be exploited to realize "polycomputing": materials can be evolved such that a single grain within them can report the result of multiple logical operations simultaneously at different frequencies, without recourse to quantum effects. Here, we demonstrate the evolution of a material in which one grain acts simultaneously as two different NAND gates at two different frequencies. NAND gates are of interest as any logical operations can be built from them. Moreover, they are nonlinear thus demonstrating a step toward general-purpose, computationally dense mechanical computers. Polycomputation was found to be distributed across each evolved material, suggesting the material's robustness. With recent advances in material sciences, hardware realization of these materials may eventually provide devices that challenge the computational density of traditional computers.
• Abstract（参考訳）: 従来型コンピューティングデバイスは、シリコンベースのエレクトロニクスに敵対する環境で動作したり、従来の電子機器では不可能な方法で計算できるため、ますます関心を集めている。 機械式コンピュータは、情報処理が構成要素と環境の相互作用から生じる物質的特性であり、そのような種類のデバイスである。 この情報処理は様々な物理基板に現れ、そのうちの1つは粒状物である。 粒状アセンブリでは、振動を情報付加モードとして扱うことができる。 これは"polycomputing"(多量計算)を実現するために利用することができる:材料は、その中の1つの粒子が、量子効果に関連付けることなく、異なる周波数で複数の論理演算の結果を同時に報告できるように進化することができる。 ここでは、2つの異なる周波数で1つの粒が2つの異なるNANDゲートとして同時に作用する材料の発展を示す。 NANDゲートは論理的な操作を構築できるため、興味がある。 さらに、それらは非線形であり、汎用的で計算に富んだ機械計算機へのステップを示す。 ポリ計算は各進化した材料に分散することが判明し、材料の堅牢性が示唆された。 材料科学の最近の進歩により、これらの材料のハードウェア化は、最終的に従来のコンピュータの計算密度に挑戦する装置を提供するかもしれない。

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