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Novo chip otimiza cálculos muito demorados


Você pode nunca ter ouvido falar nele, mas o “ problema do caixeiro viajante ” é um clássico da  computação : “dado um número de cidades, como encontrar o caminho mais curto que passe por todas elas?”. Pode parecer um exercício fútil, mas é um exemplo de  otimização combinatória , algo fundamental no cálculo de rotas no trânsito, análise molecular de medicamentos, análise de portfolios financeiros em busca de investimentos com o maior retorno e menor risco, e outros cenários onde vários parâmetros, e a interação entre eles, deve ser considerada.

Quanto maior o número de elementos (ou cidades, no exemplo acima) a serem considerados, mais tempo de  computação  é necessário para chegar a uma solução ideal. É por isso que um novo  chip , desenvolvido por pesquisadores do Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade de Ciências de  Tóquio , no  Japão , está chamando a atenção.

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De acordo com o professor Takayuki Kawahara, líder da equipe, o novo chip consegue calcular uma solução para 22 cidades instantaneamente, algo que em um  processador  tradicional “de alto desempenho” levaria 1.200 anos.

Pesquisadores vem há tempo estudando soluções para o problema usando circuitos integrados. Entretanto, elas exigiam pré-processamento e o número de componentes (e tempo) necessários para entrada dos dados aumentava de acordo com a escala do problema. Por isso, técnicas já existentes conseguiam encontrar uma solução para no máximo 16 elementos.

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O que a equipe do Professor Kawahara fez foi rearranjar os elementos do circuito, de forma que a quantidade de “células” necessárias para armazenar cada estado possível, e o tempo necessário para o cálculo, fossem drasticamente reduzidos.

Os autores apresentaram seus resultados na 18ª edição do  Simpósio Mundial para Inteligência de Máquina Aplicada e Informática  (SAMI 2020). Eles esperam que, no futuro, sua solução possa ser usada em sistemas de alto desempenho e baixo consumo de energia, para facilitar a descoberta de soluções ótimas para grandes números de combinações.

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