Фишка в том, что устройства, называемые нами компьютеры – не только устройства для вычислений. Это еще и физические системы, состоящие из физических элементов. Из последнего следует, что работа компьютеров должна выполняться не только в соответствии с вычислительными законами, но и с законами физики.
А тут грандиозная засада – а какой конкретно физики (равновесных или неравновесных состояний вещества)?
Дело в том, что компьютеры (как и живые системы) находятся в неравновесном состоянии. Кто не верит, может просто разрядить в ноль свой ноутбук. Тогда ноут достигнет равновесия и просто перестанет работать. С людьми, увы, аналогично.
Революция в статистической физике (связанная с именами Ландауэра и Беннетта – см. мои упомянутые посты) предоставила нам понимание физики неравновесия. Ну а следом стал вопрос о необходимости пересмотра физики вычислений на основе достижений в области неравновесной физики.
Год назад группа Волперта опубликовала одно из своих первых успешных приложений «Новой физики», описав на основе неравновесных методов скрытую сложность, казалось бы, простейшего процесса физического превращения бита из 1 в 0. Это был прорыв. Но от понимания физики работы одного бита информации до понимания работы компьютера, как до Альфа-Центавра.
Новый прорыв произошел только что. Это статья Волперта и Колчинского «Термодинамика вычислений со схемами» (https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1367-2630/ab82b8). В статье описан процесс масштабирования применения неравновесной физики от битов до схем.
Удастся ли на практике применить это открытие для снижения энергозатрат компьютеров пока не известно. Сам Волперт в этом сомневается (архитектура у наших компьютеров, как говорится «не той системы» (https://www.youtube.com/watch?v=9ZVfSytzlac)).
Ну и черт с ними, с этими кремниевыми гаджетами. Зато понимание неравновесной физики на вычислениях большого масштаба могут открыть тайну тайн – невообразимую для современной техники энергоэффективность вычислений мозга и клеток. Ведь их вычислительная мощность никак не вписывается в привычные законы физики. Значит будем менять законы, как предложил Волперт.
