Физики из Канады нашли способ искать плотные подграфы с помощью бозонных, точнее, фотонных семплеров. Звучит как абзац из романа Питера Уоттса? Сейчас попробуем расшифровать.

Читая текст ниже, держите в голове, что любое упрощение — это только часть правды )

Если вкратце, то с появлением первых прототипов квантовых компьютеров выяснилось несколько неприятных обстоятельств: во-первых, универсальные квантовые вычислители очень сложны и дороги, во-вторых, очень нестабильны — вычисления зачастую приходится выполнять много сотен раз для получения надёжных результатов.

Одним из решений проблемы (кроме, очевидно, залить недостатки деньгами) стало построение специализированных вычислительных узлов, которые умеют что-то одно, но хорошо, быстрее классических компьютеров. Так вот, фотонные семплеры – это и есть одно из семейств таких узлов.

Фотонный семплер – это, по большому Копенгагенскому счёту, всего лишь линейный интерферометр, лазер и фотоэлемент. Путём некоторых преобразований эту несложную схему можно использовать для вычисления некоторого класса комбинаторных задач, особенно преобразования функции распределения случайных величин в системах с очень большим числом комбинаций. В чём-то устройство похоже на доску Гальтона – на вход мы высыпаем кучу шариков, внутри происходит магия, на выходе мы получаем статистику распределения какой-то величины для нашей задачи.

Плотные подграфы – это группы вершин в графах с особенно высоким числом связей. Например, бывшие одноклассники в ВК – это плотные подграфы, там каждый дружит с каждым. Находить такие группы очень вычислительно сложно, но важно не только для анализа социальных сеточек, но и вообще для поиска совпадений между наборами данных, например, поиска нужного гена в геноме, или анализа спектрограмм при анализе взрывчатых веществ.

В общем, штука очень полезная и нужная, правда пока на этапе прототипа и модели. Хотя сейчас внедрение всякого хайтека идёт быстро, так что увидим мы квантовые семплеры в бою скорее всего довольно скоро, ещё в нашем поколении.

#физика #кванты #симуляция #квантовый_компьютер #квантовые_вычисления #вычисления #математика #графы

#физика #кванты #симуляция #квантовый_компьютер #квантовые_вычисления #вычисления #математика #графы
https://nplus1.ru/news/2018/07/23/boson-DkS

О шлягерах и попсе среди певчих птиц.

Есть виды птиц, которые экспериментируют с песнями, вплоть до того, что каждый певун изобретает свою арию, уникальную среди всей популяции.

А птички-невелички болотные зонотрихии исполняют одни и те же песни на протяжении столетий. Учёные послушали, удивились и решили разобраться в нетипичном дефиците фантазии.

Выяснилось, что самцы зонотрихий повторяют те слоги песен, которые услышали в раннем детстве, очень редко добавляя отсебятины в раз и навсегда заученные последовательности. Чем лучше самец повторяет уже спетые песни, тем большей популярностью он пользуется у самок.

Для того, чтобы выяснить это, биологи построили несколько симуляций эволюции птичьих песен, а потом сравнили результаты с экспериментальными замерами, в том числе и с записями 1976-1978 годов, и оказалось, что за 40 лет из 19 слогов изменилось всего пара. По оценкам учёных, возраст многих слогов превышает 500 лет, а значит Эрик Рыжий вполне имел все шансы слышать те же трели, что исполняют зонотрихии сегодня.

По ссылке больше подробностей как о структуре песен, так и симуляции птичьих эстрадных конкурсов.

#биология #птицы #эволюция #теория_вероятностей #вычисления #математика
https://telegra.ph/Konformizm-na-strazhe-tradicii-pesni-bolotnoj-zonotrihii-mogut-ne-menyatsya-stoletiyami-07-29

Группа американских учёных обучила искусственную нейронную сетку распознавать рукописные цифры, а потом распечатала набор из пяти дифракционных решёток – по одной на каждый слой – которые вместе создают оптический аналог обученной нейросети.

Подавая на вход изображения цифр и других символов, на выходе можно получить максимум яркости в той области, которая соответствует одной из цифр. Грубо говоря, можно представить себе, что пластинка на выходе системы разделена на 9 клеток, каждая для своей цифры, и свет выходит из той клетки, которая соответствует показываемой нейросети картинке.

В общем, мало того, что идея очень крутая сама по себе, в самый раз для научной фантастики, так ещё и исследовательский образец достиг неплохой точности в 86%. По сути получился чисто оптический вычислительный прибор, на основе которого можно реализовать базовые логические элементы.

Не знаю, как вас, а мне такие новости ненадолго возвращают время, которое я проводил в библиотеке с бумажными книгами, набитыми фантастикой и советскими научно-популярными энциклопедиями – небольшое ощущение чуда.

#вычисления #3Dпечать #оптический_компьютер #симуляция #физика #нейросети #ML
https://nplus1.ru/news/2018/07/27/diffractive-neural-network

Обзор статьи о применении графических ускорителей вместо CPU для декодирования импульсов в нейронных цепях крысы. Любыпытно, что речь идёт не только об увеличении скорости расчётов, но и о качественном улучшении: за счёт снижения времени на эксперимент показатели меньше плывут во времени и нужно меньше прогонов самого эксперимента.

#нейробиология #биология #вычисления #gpu #эксперименты #мыш #habr
https://telegra.ph/Begushchij-v-labirinte-analiz-nejronnoj-aktivnosti-mozga-krysy-v-realnom-vremeni-12-07