據賓夕法尼亞州立大學的研究人員稱，解決大規(guī)模問題(如航空公司的時間表和供應鏈物流)的重要優(yōu)化算法可能很快就會得到二維材料的推動，這將使算法能夠更好地解決這些問題并減少能源的使用。

這些大規(guī)模的問題被稱為組合優(yōu)化問題，這些問題非常復雜，使用窮舉式搜索找到最佳解決方案有時是不可行的。因此，算法是解決這些問題的寶貴工具，它能找到潛在的最佳解決方案。

研究人員提出了一個解決方案，將一種被稱為模擬退火的優(yōu)化算法與一種被稱為內存計算的技術相結合。模擬退火是基于冶金學中的退火，即金屬被加熱后，原子會自我重組，然后在最低能量狀態(tài)下結晶。

研究時，科學家提議使用模擬退火算法來尋找伊辛模型的自旋玻璃系統(tǒng)(Ising spin glass system)的基態(tài)，這是一個以自旋方向的隨機性為特征的磁性系統(tǒng)。要做到這一點，他們需要進行高端計算操作。為了進行這些計算，他們使用了二維材料，也就是只有幾個原子厚的材料。

研究員表示：“首先，使用基于二維材料的晶體管可以實現超低功率運行，節(jié)省能源。然后，這項工作中使用的乘法器電路非常獨特，使我們能夠有效地計算自旋系統(tǒng)的能量。最后，與模擬退火的實現方式不同，實現我們工作所需的硬件不需要隨著問題的大小而擴展。”

科學家說，將二維材料用于這一目的具有重要意義，因為二維材料是硅技術的替代品，可能為未來的電子技術鋪平道路。

該研究論文題為"An Annealing Accelerator for Ising Spin Systems Based on In‐Memory Complementary 2D FETs"，已發(fā)表在《先進材料》期刊上。

關鍵詞： 二維材料 大規(guī)模問題 算法 問題