Ученые создали прототип фотонной ЭВМ

Журнал Science сообщил о том, что физики представили прототип первого фотонного компьютера. Над разработками независимо друг от друга трудились несколько групп ученых. По словам физиков, созданная фотонная ЭВМ при увеличении масштабов по производительности во много раз превосходит существующие кремниевые компьютеры.

Разработка представляет собой платформу, на которой размещен микрочип с закрепленными на нем стеклянными волноводами. В нескольких местах волноводы перекрещиваются между собой. Одиночные фотоны попадают на ввод устройства и фиксируются на выводе. От того, как будут взаимодействовать между собой фотоны в местах перекрещивания трубок, зависит, какие именно фотоны попадут на вывод. Такое взаимодействие можно смоделировать при помощи обычного компьютера до того момента, пока количество фотонов крайне мало. По мере роста количества фотонов задачи по вычислению значительно усложняются. Так, при наличии, например, 25 фотонов на 400 каналах, вычисление результата куда сложнее, чем его измерение.

Физики утверждают, что опытный образец устройства – это по сути уже первый квантовый компьютер, вычисления в котором ведутся благодаря взаимодействию фотонов. Если сравнивать современные кремниевые компьютеры и квантовые ЭВМ, то в первом устройстве решается задача вычисления перманента матрицы, а во втором случае эта же задача решается физически.

Основной недостаток квантового прототипа ЭВМ – узкоспециализированная ориентированность. На сегодняшний день устройство может решать одну единственную задачу – вычислять перманент. Однако физики говорят, что главной целью при разработке своего «детища» была цель показать потенциальные возможности разработки для решения узкого круга задач в сравнении с кремниевыми устройствами.

Чтобы создать более привычные квантовые компьютеры, необходимо применять ионизированные атомы, сгруппированные в квантово запутанные системы. Вычисления в таких устройствах могут производиться путем изменения спинов.

Важное отличие квантовых ЭВМ от современных заключается в способности производить вычисления одновременно. Кремниевые же компьютеры производят вычисления последовательно, что отрицательно сказывается на производительности.