半导体规模化：新处理器在问题解决中取得显著加速

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2024年1月30日，东京理科大学的川原隆之教授带领研究团队在《IEEE Access》杂志上发表了一项研究，他们成功开发并测试了一种可扩展的处理器，将计算分成多个LSI芯片。这一创新也于同年1月25日在第22届IEEE应用机器智能和信息学国际会议上进行了介绍。

该处理器采用了东京理科大学开发的两种技术，其中包括一种“自旋线程方法”，使得可以进行8个并行解决方案搜索，并且采用一种技术，与传统方法相比，减少了约一半的芯片需求。其功耗也较低，以10MHz的频率运行，功耗为2.9W（核心部分为1.3W）。通过使用4096个顶点的顶点覆盖问题进行了实际验证。

处理器的功耗性能比率方面，比起模拟PC（i7, 3.6GHz）上的全耦合Ising系统，其模拟退火效果提升了2306倍。此外，它也比核心CPU和算术芯片的性能提高了2186倍。

川原教授表示，成功的机器验证表明了容量的增强可能性。他还对这项技术的社会实施（例如启动业务、联合研究和技术转移）持有远见：“未来，我们将开发这项技术，针对2050年水平的量子计算机的LIS系统进行联合研究。目标是在不需要空调、大型设备或云基础设施的情况下，利用当前的半导体工艺实现这一目标。具体而言，我们希望到2030年实现200万自旋，并探索利用此技术创建新的数字产业。”

总之，研究人员已经开发出了一种可扩展的、完全耦合的处理器，将4096个自旋置于36个CMOS芯片的单一板上。芯片减少和并行操作等关键创新，在这一发展中发挥了至关重要的作用。

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