Квантовые компьютеры получат обычные дисплеи и лазеры: как работает новая технология

Ученые из Университета Витватерсранда в Йоханнесбурге (Университет Витса) предлагают создать квантовый компьютер, изготовленный с использованием обычного оборудования. Об этом пишет Interesting Engineering.

Создание квантовых компьютеров чрезвычайно дорого и зачастую обходится в миллионы долларов из-за необходимости использования специализированных материалов, компонентов и оборудования, такого как криогенные системы и передовая электроника.

Это одна из причин, по которой в настоящее время доступ к этой передовой вычислительной технологии имеют ученые только в некоторых развитых частях мира.

Это может показаться невероятным, но авторы исследования построили квантовый компьютер, используя только лазерные лучи, цифровые дисплеи (вроде тех, что используются в проекторах) и простые линзы. Компьютер успешно выполнил сложные задачи и обработал несколько уровней информации за пределами возможностей классических компьютеров.

Квантовый компьютер, созданный исследователями, управляется свойствами света. Они использовали классически структурированный свет, тип светового луча, который манипулируют, чтобы придать ему определенные формы, структуры или фазы, что позволяет им переносить сложную информацию.

Применив квантовые принципы, такие как суперпозиция состояний (когда система может существовать в нескольких состояниях одновременно), исследователи выполнили фотонное матричное умножение — процесс, в котором световые узоры используются для выполнения математических операций с матрицами.

После того, как классически структурированный свет был успешно интегрирован с оптическими компонентами компьютера, исследователи протестировали свою квантовую систему, используя алгоритм Дойча-Йожи.

Этот конкретный алгоритм решает конкретную проблему: определение того, является ли функция постоянной (производящей одинаковый выход для всех входов) или сбалансированной (дающей разные выходы для половины входов). Это может показаться простым, но этот алгоритм показывает, является ли система быстрее, лучше и эффективнее классического компьютера.

Когда исследователи протестировали свой квантовый компьютер, его производительность удивила их, поскольку, подобно дорогостоящей квантовой системе, их нововведение значительно превзошло классические компьютеры.

Более того, поскольку этот квантовый компьютер использует свет для обработки информации, скорость, с которой он может одновременно выполнять несколько сложных вычислений, не имеет себе равных.

Также сообщалось, что новая технология ученых из Токийского университета может сделать вычисления быстрее. По их словам, такие методы, как дифракционное литье, могут преодолеть различные проблемы, связанные с оптическими вычислениями.