Una nueva investigación de la Universidad Estatal de Carolina del Norte ha descubierto que la combinación de componentes digitales y analógicos en Los circuitos integrados basados ​​en el caos pueden mejorar su poder computacional al permitir el procesamiento de un mayor número de entradas. Este enfoque de "lo mejor de ambos mundos" podría conducir a circuitos que puedan realizar más cálculos sin aumentar su tamaño físico.

Los informáticos y los diseñadores están luchando por mantenerse al día con la ley de Moore, que establece que el número de transistores en un circuito integrado se duplicará cada dos años para satisfacer las demandas de procesamiento. Están alcanzando rápidamente los límites de la física en términos de tamaño de transistor; no es posible seguir reduciendo los transistores para que quepan más en un chip.

Basado en el caos, Se han propuesto circuitos no lineales como solución al problema, como un circuito puede realizar varios cálculos en lugar del actual "un circuito, diseño de una tarea ". Sin embargo, la cantidad de entradas que se pueden procesar en la computación basada en el caos está limitada por el ruido ambiental, lo que disminuye la precisión. El ruido ambiental se refiere a las fluctuaciones aleatorias de la señal que pueden ser causadas por variaciones de temperatura, fluctuaciones de voltaje o defectos de semiconductores.

"El ruido siempre ha sido un gran problema en casi todas las aplicaciones de ingeniería, incluidos los dispositivos informáticos y las comunicaciones, "dice Vivek Kohar, investigador postdoctoral en NC State y autor principal de un artículo que describe el trabajo. "Nuestro sistema no es lineal, por lo que el ruido puede ser aún más problemático".

Para enfrentar el problema, los investigadores crearon un sistema híbrido que utiliza un bloque digital de puertas Y y un circuito analógico no lineal para distribuir el cálculo entre los circuitos digitales y analógicos. El resultado es una reducción exponencial del tiempo computacional, lo que significa que la salida se puede medir mientras las desviaciones basadas en el ruido aún son pequeñas. En breve, los cálculos se realizan con tanta rapidez que el ruido no tiene tiempo de afectar su precisión.

Para mejorar aún más la precisión, La solución propuesta por Kohar y sus colegas combina varios sistemas. Este acoplamiento proporciona una red de seguridad que reduce el efecto de las desviaciones basadas en el ruido en la etapa final.

"Piense en el montañismo, "dice Kohar." Los escaladores pueden escalar individualmente, pero si uno se resbala, puede tener una caída peligrosa. Entonces usan cuerdas para conectarlos entre sí. Si uno se resbala los demás evitarán su caída. Nuestro sistema es algo así, donde todos los sistemas están conectados entre sí todo el tiempo.

"Los sistemas están sintonizados de tal manera que en el momento de la medición, nuestro sistema está en los máximos o mínimos, los puntos donde los efectos del ruido son bajos en general y mucho más bajos si los sistemas están acoplados. Considerando de nuevo el ejemplo del montañismo, esto significa que tomamos los promedios de los escaladores cuando se encuentran en lugares de descanso como el pico o en un valle, donde las distancias entre ellos son más pequeñas ".

La investigación aparece en Revisión física aplicada .