世界首臺(tái)探針計(jì)算機(jī)在北京研制成功突破NP完全問(wèn)題計(jì)算瓶頸

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2025-05-07 14:46:10 光明網(wǎng)

近日，一臺(tái)歷時(shí)二十三年攻關(guān)的原創(chuàng)性成果——探針計(jì)算機(jī)在京研制成功并通過(guò)專家組鑒定。這臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠求解大規(guī)模復(fù)雜難解問(wèn)題。

鑒定會(huì)在北京工商大學(xué)舉行，匯聚了來(lái)自計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)安全、電子器件等領(lǐng)域的兩院院士和權(quán)威專家。經(jīng)過(guò)評(píng)估，專家組一致認(rèn)定該成果研制難度大、原創(chuàng)性強(qiáng)，關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

盡管現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)速度非?？欤谀承┨囟▎?wèn)題上仍顯得力不從心。例如，北京的銷售員小明需要規(guī)劃一條經(jīng)過(guò)50個(gè)城市的最短路線。他嘗試用電腦程序窮舉所有可能的路線，但一周后仍未得出結(jié)果。實(shí)際上，這個(gè)問(wèn)題涉及的路徑數(shù)量達(dá)到了驚人的65位數(shù)，屬于NP完全問(wèn)題，這類問(wèn)題隨著規(guī)模增加，計(jì)算量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以處理。

探針計(jì)算機(jī)專門用于解決此類大規(guī)模復(fù)雜問(wèn)題。它采用了不同于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的底層運(yùn)算邏輯，首創(chuàng)了探針計(jì)算模型，突破了圖靈機(jī)串行計(jì)算的限制，實(shí)現(xiàn)了高并行計(jì)算。在實(shí)際應(yīng)用中，探針計(jì)算機(jī)可以在短時(shí)間內(nèi)求解資源調(diào)配、電路布線、列車調(diào)度等問(wèn)題。

許進(jìn)教授表示，當(dāng)某列車出現(xiàn)故障時(shí)，通常依賴調(diào)度員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)度，因?yàn)閭鹘y(tǒng)計(jì)算機(jī)至少需要30分鐘才能得出最優(yōu)解。而使用探針計(jì)算機(jī)，僅需一到兩分鐘就能找到最優(yōu)解。目前，探針計(jì)算機(jī)的主要運(yùn)算系統(tǒng)沒(méi)有CPU，而是配備了60個(gè)探針計(jì)算卡，搜索空間已達(dá)到3的2048次方。在現(xiàn)場(chǎng)演示中，當(dāng)搜索空間達(dá)到3的2000次方時(shí)，其運(yùn)算速度僅用了10.8秒。如果條件允許，配備更多計(jì)算卡將進(jìn)一步提升其運(yùn)算能力。

探針計(jì)算機(jī)的研發(fā)歷時(shí)23年，聯(lián)合了北京大學(xué)、北京工商大學(xué)、中南大學(xué)和廣州大學(xué)多方力量。目前，團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)探針計(jì)算芯片，以期進(jìn)一步縮小計(jì)算機(jī)體積。

(責(zé)任編輯：zhangxiaohua)

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