Фізики розробили фотонний квантовий комп’ютер

  • Група vkontakte:

Фізики розробили квантовий комп’ютер, обчислювальна потужність якого при масштабуванні здатна у багато разів перевершити здатності класичних ЕОМ. Результати чотирьох незалежних груп дослідників зі створення подібних пристроїв з’явилися в журналі Science і архіві Корнельського університету, коротко суть публікацій переказує Nature News і Science Now.

Пристрій складається з розташованих на мікрочіпі декількох скляних хвилеводів, які кілька разів перехрещуються між собою. Одиночні фотони подаються на введення пристрою і детектируются на його виході.

Те, в які висновки потраплять фотони, залежить від їх взаємодії між собою в місцях перехрещення. Ця взаємодія можна досить просто змоделювати на звичайному комп’ютері, але тільки до тих пір, поки фотонів дуже мало. З ростом їхнього числа обчислювальна складність такого завдання зростає експоненціально. При 25 фотонах на 400 каналах виміряти отриманий результат стає вже простіше, ніж його вирахувати.

Вчені звертають увагу на те, що створене оптичний пристрій є фактично квантовим комп’ютером, обчислення в якому проводяться за допомогою взаємодії фотонів. При моделюванні поведінки фотонів комп’ютер вирішує задачу обчислення перманенту матриці — та ж сама задача в створеному оптичному пристрої вирішується «фізично».

Перманент матриці — це функція від елементів цієї матриці, використовувана в дискретній математиці та комбінаториці. Формула для перманенту виглядає як формула для визначника матриці, в якій всі мінуси замінені на плюси. На відміну від визначника обчислення перманенту є вкрай складною з обчислювальної точки зору завданням.

Головним недоліком створеного пристрою є його вузька спеціалізація для рішення однієї задачі. Поки «комп’ютер» здатний справлятися тільки з одним завданням — обчисленням перманенту, але автори підкреслюють, що головне при його створенні — показати потенційні здатності пристрою.

Для створення більш звичних квантових комп’ютерів зазвичай використовуються іонізовані атоми, зібрані в квантово заплутані системи. Обчислення в них проводяться за допомогою зміни спінів. Ключовою відмінністю квантових пристроїв від класичних є те, що вони здатні одночасно знаходитися в декількох станах, тому обчислення в них проводяться одночасно, а не послідовно, і отриманий результат має імовірнісний характер.

Теги: ,

Схожі записи:


Завантаження...