Ученые построили нерегулярный пузырьковый компьютер

Группа исследователей из Великобритании продемонстрировала теоретическую возможность создания пузырькового компьютера с нерегулярной системой пузырьков. Статья ученых еще не принята к публикации, а ее препринт доступен на сайте arXiv.org.

Пузырьковый компьютер представляет собой систему небольших пузырьков (ячеек) с химически активными веществами, плавающую внутри нейтральной жидкости. Когда ячейки близко, они начинают обмениваться содержимым и происходит химическая реакция. При этом реакция в той или иной ячейке определяется только ее соседями.

В теории обычно предполагается, что все пузырьки имеют примерно одинаковый размер (регулярности системы пузырьков), однако, добиться такого при практической реализации вычислительного устройства довольно сложно. В рамках новой работы ученые показали, что логические операции могут быть реализованы и на нерегулярной системе пузырьков. Среди прочего им удалось построить такие операции как бинарную сумму, отрицание "или" (NOR) и отрицание исключающего "или" (NXOR).

Кроме этого исследователи показали, что пузырьковый компьютер может использоваться для построения примерной диаграммы Вороного - математического объекта, который описывается следующим образом. Если на плоскости задан конечный набор точек, то для каждого элемента набора можно определить так называемую ячейку Вороного - множество точек плоскости, для которых данный элемент является ближайшим из всех точек набора. Границы ячеек Вороного образуют разбиение плоскости, которое и называют диаграммой Вороного (как это выглядит можно посмотреть тут).

Во время работы ученые использовали компьютерное моделирование химических процессов, поэтому, насколько хорошо будет подобный компьютер работать в действительности, пока неясно. Сами исследователи подчеркивают, что некоторые их результаты нуждаются в экспериментальной проверке.