Канадците създадоха „копиеничен“ прототип на квантов компютър за задачи по оптимизация

Нова фотонна машина Изинг от Университета Квинс

Учени от Queen’s University в Kingston (Великобритания) разработаха програмираща фотонна платформа, работеща при стайна температура и запазваща стабилност за часове. По същество тя наподобява квантовия компютър на D‑Wave, който решава задачи по комбинаторна оптимизация, но се отличава значително по цена, надеждност и обслужване.

Как работи системата
* Оптоелектронен генератор

Платформата използва обичайни компоненти от оптичната телекомуникация: лазери, модулатори на тънка филмова необатна лития, полупроводников оптичен усилвател и цифрова обработка на сигнали.

* Модел Изинг

Вместо традиционните миниатюрни магнити (както в класическата машина Изинг) системата използва светлинни импулси. Всеки „виртуален спин“ е отделен импулс, циркулиращ в цикъл с управление.

* Кодиране на задачата

Задачата по комбинаторна оптимизация се кодира чрез последователност от импулси. След стартиране те взаимодействат докато системата не достигне състояние с минимална енергия – и това състояние става отговора на задачата (например оптимален маршрут в задача за камионер).

Технически характеристики
Показател Значение Брой спинов 256 Възможни връзки 65 536 „всички‑со‑все“ Производителност >200 GOPS (гигаоперации в секунда) при взаимодействие на спините и нелинеен обработка
За сравнение, съвременните квантови платформи D‑Wave струват милиони пъти по-скъпо и работят само няколко милисекунди за едно решение.

Защо това е важно
* Стая температура – системата не изисква криогенско охлаждане.

* Дългосрочна стабилност – работи часове, а не мс.

* Икономичност – значително по-евтина и по-проста за обслужване от квантовите аналози.

Възможни приложения
* Оптимизация на маршрути (логистика, транспорт)

* Изчисляване на разпределение на числа

* Синтез на протеини и фармацевтичен дизайн

* Криптография и защита на данни

* Нейроморфни изчисления

Университетската система отваря перспектива за създаване на практични, мащабируеми и енергийно ефективни аналогови компютри за широк спектър задачи по оптимизация.