Forscher des Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) haben eine neue Form einer Ising-Maschine entwickelt, die auf klassischen Transistoren basiert. Diese Systeme dienen dazu, komplexe Optimierungsprobleme zu lösen, indem sie einen energiearmen Zustand eines physikalischen Modells finden.
Grundlage ist das sogenannte Ising-Modell, das ursprünglich aus der Physik stammt und ferromagnetische Materialien beschreibt. Dabei werden Atome als Gitterpunkte mit einem Spin modelliert, der entweder positiv oder negativ sein kann. Die Wechselwirkungen zwischen den Spins bestimmen den Gesamtzustand des Systems.
Um Optimierungsprobleme zu lösen, werden diese in solche Kopplungsstrukturen übersetzt. Der Zustand mit der geringsten Energie entspricht dann der optimalen Lösung.
Die Forscher setzen dabei auf Transistoren als Oszillatoren, deren Schwingungsphase den jeweiligen Spinwert repräsentiert. Pro Gitterpunkt wird nur ein Transistor benötigt, was die Architektur deutlich vereinfacht.
Im Vergleich zu früheren Ansätzen, die etwa SRAM-Zellen mit sechs Transistoren verwendeten, reduziert dieser Ansatz den Energie- und Flächenbedarf erheblich. Auch die Kopplung der einzelnen Elemente wurde vereinfacht.
Technisch basiert das System auf Metall-Isolator-Übergängen sowie auf unterschiedlich aufgebauten Transistoren für Oszillatoren und Kopplungselemente. Dadurch lassen sich Frequenzen und Kopplungsstärken gezielt steuern.
Zur Demonstration wurde unter anderem das NP-vollständige Max-Cut-Problem erfolgreich gelöst, bei dem ein Graph so aufgeteilt wird, dass die Anzahl der Verbindungen zwischen den Gruppen maximiert wird.
Die Entwicklungen zeigen, wie stark technologische Innovationen und komplexe Systeme miteinander verknüpft sind. In solchen Umfeldern gewinnen Datenschutz und IT-Sicherheit zunehmend an Bedeutung, insbesondere bei der Bewertung und Umsetzung technischer und regulatorischer Anforderungen.
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)
https://techxplore.com/news/2026-05-silicon-oscillators-problems-thousands-years.html
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