Innovaciones en la tecnología de máquinas Ising para resolver problemas complejos
Los ordenadores son herramientas fundamentales para abordar problemas complejos en diversas áreas como la programación, la logística y la planificación de rutas. Sin embargo, los ordenadores tradicionales enfrentan dificultades en la optimización combinatoria a gran escala, ya que no pueden procesar eficientemente un número tan elevado de posibilidades. Ante este desafío, los investigadores han comenzado a explorar sistemas especializados que ofrecen soluciones más efectivas.
Uno de estos sistemas es la red de Hopfield, un avance significativo en inteligencia artificial que data de 1982. Esta red demostró en 1985 su capacidad para resolver problemas de optimización combinatoria al representar soluciones como niveles de energía y encontrar de manera natural la solución óptima, que corresponde al nivel de energía más bajo. Basándose en conceptos similares, las máquinas Ising emplean principios del spin magnético para encontrar soluciones eficientes, minimizando la energía del sistema mediante un proceso similar al recocido. Sin embargo, un desafío importante que presentan las máquinas Ising es su gran tamaño de circuito, especialmente en sistemas completamente conectados donde cada spin interactúa con los demás, lo que complica su escalabilidad.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Ciencia de Tokio ha estado trabajando en la búsqueda de soluciones a los problemas de escalabilidad de las máquinas Ising. Recientemente, bajo la dirección del profesor Takayuki Kawahara, han publicado un estudio en el que presentan un método innovador que puede reducir a la mitad el número de interacciones que necesitan ser implementadas físicamente. La propuesta se centra en visualizar las interacciones entre los spins como una matriz bidimensional, donde cada elemento representa la interacción entre dos spins específicos. Dado que estas interacciones son «simétricas», se puede omitir la mitad de la matriz de interacciones, lo que representa un avance en la eficiencia de estos sistemas.
