Исследователи из Университета Севильи (Испания) усовершенствовали модель вирусных машин — вычислительную систему, вдохновленную тем, как вирусы распространяются между носителями. Новая версия, названная супервирусными машинами, работает быстрее за счет особых каналов передачи данных — суперканалов.

Вирусная машина — это вычислительная модель, где данные (вирусы) передаются между узлами (хостами) по заданным правилам, имитируя заражение. В отличие от традиционных алгоритмов, здесь информация не обрабатывается, а размножается, что ускоряет некоторые типы расчетов.

В обычных вирусных машинах за один такт через канал передается только один вирус, который затем копируется. Суперканалы позволяют мгновенно передавать все вирусы из одного носителя в другой, ускоряя вычисления.

Как все устроено

• В системе есть хосты  (носители), суперканалы, инструкции и правила копирования вирусов.
• В режиме вычислений машина выполняет сложение, умножение и возведение в степень. Например, сложение a + b теперь занимает 2 шага вместо a + b + 3.
• В режиме генерации она создает последовательности чисел — четные, квадраты, степени двойки — с меньшим числом компонентов. Например, для четных чисел нужно всего два хоста и две инструкции против четырех в старых версиях.

Ученые планируют применять систему для решения сложных задач (например, NP-трудных), а также добавить биологические механизмы: мутации, размножение и гибель хостов.

Результаты опубликованы в издании Intelligent Computing.

Где это пригодится

• Криптография: ускорение расчетов для взлома или защиты шифров.
• Биоинформатика: моделирование эпидемий или взаимодействий в клетках.
• Оптимизация: решение задач маршрутизации, где перебор вариантов требует огромных ресурсов.

Пока это фундаментальная работа, но если масштабировать подход, он может стать альтернативой квантовым вычислениям в некоторых сценариях.

Слабое место: нет данных о работе системы в условиях шума — ошибок передачи или мутаций вирусов. В реальных биологических системах такие сбои неизбежны, и если их не учесть, модель останется теоретической абстракцией.

Ранее мы писали о том, чем отличается квантовый компьютер от обычных ПК, включая суперкомпьютеры.