世界首臺探針計算機在北京研制成功突破NP完全問題計算瓶頸

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2025-05-07 14:46:10 光明網(wǎng)

近日，一臺歷時二十三年攻關(guān)的原創(chuàng)性成果——探針計算機在京研制成功并通過專家組鑒定。這臺計算機能夠求解大規(guī)模復(fù)雜難解問題。

鑒定會在北京工商大學舉行，匯聚了來自計算機、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)過評估，專家組一致認定該成果研制難度大、原創(chuàng)性強，關(guān)鍵技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。

盡管現(xiàn)代電子計算機速度非?？?，但在某些特定問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50個城市的最短路線。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。實際上，這個問題涉及的路徑數(shù)量達到了驚人的65位數(shù)，屬于NP完全問題，這類問題隨著規(guī)模增加，計算量呈指數(shù)級增長，傳統(tǒng)計算機難以處理。

探針計算機專門用于解決此類大規(guī)模復(fù)雜問題。它采用了不同于傳統(tǒng)計算機的底層運算邏輯，首創(chuàng)了探針計算模型，突破了圖靈機串行計算的限制，實現(xiàn)了高并行計算。在實際應(yīng)用中，探針計算機可以在短時間內(nèi)求解資源調(diào)配、電路布線、列車調(diào)度等問題。

許進教授表示，當某列車出現(xiàn)故障時，通常依賴調(diào)度員的經(jīng)驗進行調(diào)度，因為傳統(tǒng)計算機至少需要30分鐘才能得出最優(yōu)解。而使用探針計算機，僅需一到兩分鐘就能找到最優(yōu)解。目前，探針計算機的主要運算系統(tǒng)沒有CPU，而是配備了60個探針計算卡，搜索空間已達到3的2048次方。在現(xiàn)場演示中，當搜索空間達到3的2000次方時，其運算速度僅用了10.8秒。如果條件允許，配備更多計算卡將進一步提升其運算能力。

探針計算機的研發(fā)歷時23年，聯(lián)合了北京大學、北京工商大學、中南大學和廣州大學多方力量。目前，團隊正在研發(fā)探針計算芯片，以期進一步縮小計算機體積。

(責任編輯：zhangxiaohua)

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