Недавно на страницах Nature News появились статьи о разработках физиками квантового компьютера, производительность которого при выполнении вычислений может превысить во много раз все самые передовые на сегодняшний день вычислительные машины. Исследования в этой области проводили сразу четыре независимые научные группы. Само устройство представляет собой микросхему, где находятся несколько оптических волноводов, взаимно пересекающихся друг с другом. В процессе работы, одиночные фотоны направляются на ввод устройства, после чего детектируются уже на выходе. Уже на какой из выходов попадут фотоны, полностью зависит от характера взаимодействия между ними. Следует отметить, что модель процесса взаимодействия вполне возможно создать на обычном компьютере, но только относительно начальной стадии работы.
При постепенном увеличении нагрузки, в виде возрастания сложности задачи, соответственно растёт и количество вычислений, а это в свою очередь приводит к росту числа фотонов по экспоненте. Соответственно если на четыреста каналов приходятся двадцать пять фотонов, то такой результат намного проще измерять, чем произвести вычисления. Исследуя этот процесс, учёные однозначно пришли к выводу, что по сути данное устройство, работающее по оптическим законам, смело можно отнести к разряду квантовых компьютеров, о чём свидетельствуют и вычисления, которые выполняются за счёт взаимодействия фотонов.
Когда происходит моделирование движения фотонов на обычном компьютере, здесь используются вычисления перманента матрицы, однако если такую же задачу поставить такому квантовому устройству, то оно применяет «физический» метод решения. Как известно перманент матрицы применяется в задачах дискретной математики, а также комбинаторики, а его формула, представляет собой формулу матричного определителя, но с заменёнными отрицательными знаками на положительные. Впрочем, если задача для определителя решается довольно просто, то в случае с перманентом, она крайне сложна в плане вычислений.
Основным недостатком оптического компьютера, является возможность решения только одной задачи – вычисления перманента, но впрочем, авторы подчёркивают, что основной их целью было показать перспективные возможности. Для того же чтоб создать более привычный глазу квантовый компьютер, потребуется применить ионизированные атомы, которые будучи запущенными в квантово запутанные системы, используют для вычислений изменения спинов.
Ваше мнение