Điện toán tự nhiên là gì?

Điện toán tự nhiên đề cập đến bất kỳ loại kỹ thuật điện toán nào sử dụng vật liệu hoặc cảm hứng từ tự nhiên.Ví dụ về tính toán tự nhiên bao gồm phát triển các mạng thần kinh nhân tạo thích ứng với các thay đổi và thiết kế các máy tính lượng tử có khả năng mạnh hơn nhiều lần so với máy tính hiện tại.Điện toán tự nhiên cũng có thể đề cập đến việc tạo ra các chất nhân tạo bắt chước các chất trong tự nhiên. Có một số trường tính toán sử dụng các ý tưởng từ tự nhiên để tạo ra các giải pháp hiệu quả hơn cho các vấn đề.Một số máy tính cũng đang được phát triển vào đầu thế kỷ 21 để sử dụng các vật liệu tự nhiên, chẳng hạn như một số phân tử nhất định, để thực hiện các tính toán nhanh hơn và hiệu quả hơn.Những kỹ thuật này là tất cả các dạng điện toán tự nhiên, bởi vì chúng sẽ tồn tại mà không có kiến thức chi tiết về cách các hệ thống tự nhiên hoạt động.

Điện toán tự nhiên cũng có thể đề cập đến việc cố gắng thiết kế các sinh vật nhân tạo hoạt động như các hệ thống tự nhiên.Chúng bao gồm cố gắng xây dựng các hệ thống có thể thực hiện các quá trình như điều hòa gen, điều này rất quan trọng trong các sinh vật sống.Một ví dụ khác là tự lắp ráp, trong đó đề cập đến các hệ thống có thể tự tổ chức từ trạng thái ban đầu vô tổ chức. Ví dụ, các mạng thần kinh thường được sử dụng bởi các lập trình viên máy tính muốn một chương trình tự động trở nên hiệu quả hơn theo thời gian.Chúng dựa trên các cấu trúc được tìm thấy trong các mạng thần kinh xuất hiện tự nhiên, chẳng hạn như các cấu trúc được tìm thấy trong các tế bào thần kinh trong não.Bằng cách sử dụng các phiên bản đơn giản của các hệ thống được tìm thấy trong các mạng thần kinh tự nhiên, các lập trình viên máy tính có thể làm cho các chương trình của họ thích ứng hơn với thông tin mới.Kể từ năm 2011, các mạng lưới thần kinh nhân tạo don don đến gần với sự phức tạp của các mạng thần kinh xuất hiện tự nhiên, nhưng chúng vẫn có thể hữu ích. Một ví dụ khác về điện toán tự nhiên là nghiên cứu cách xây dựng một máy tính lượng tử.Ý tưởng là thay vì các máy tính hiện đại, thực hiện các tính toán dựa trên các trạng thái nhị phân là 0 hoặc 1, một máy tính lượng tử có thể sử dụng nhiều trạng thái hơn.Điều này có thể dẫn đến các máy tính nhanh hơn nhiều.Mặc dù người ta cho rằng một máy tính lượng tử vẫn còn một chặng đường dài, tính đến năm 2011, dường như không có lý do khoa học nào tại sao nó không thể đạt được một khi công nghệ đã trở nên đủ nâng cao. Có nhiều ví dụ khác vềĐiện toán tự nhiên.Chúng bao gồm thiết kế cuộc sống nhân tạo, robot và tính toán tiến hóa.Swarm Intelligence, là một loại hệ thống bắt chước các nhóm lớn động vật như kiến, cũng có thể quan trọng trong tương lai.Nó có một số ứng dụng tiềm năng, đặc biệt là khi cố gắng dự báo các sự kiện trong tương lai.