Квантові комп'ютери отримають звичайні дисплеї та лазери: як працює нова технологія

Учені з Університету Вітватерсранда в Йоганнесбурзі (Університет Вітса) пропонують створити квантовий комп'ютер, виготовлений із використанням звичайного обладнання. Про це пише Interesting Engineering.

Створення квантових комп'ютерів надзвичайно дороге і часто обходиться в мільйони доларів через необхідність використання спеціалізованих матеріалів, компонентів і устаткування, такого як кріогенні системи і передова електроніка.

Це одна з причин, через яку нині доступ до цієї передової обчислювальної технології мають науковці лише в деяких розвинених частинах світу.

Це може здатися неймовірним, але автори дослідження побудували квантовий комп'ютер, використовуючи лише лазерні промені, цифрові дисплеї (на кшталт тих, що використовуються в проєкторах) і прості лінзи. Комп'ютер успішно виконав складні завдання і обробив кілька рівнів інформації за межами можливостей класичних комп'ютерів.

Квантовий комп'ютер, створений дослідниками, керується властивостями світла. Вони використовували класично структуроване світло, тип світлового променя, яким маніпулюють, щоб надати йому певних форм, структур або фаз, що дає їм змогу переносити складну інформацію.

Застосувавши квантові принципи, як-от суперпозиція станів (коли система може існувати в кількох станах одночасно), дослідники виконали фотонне матричне множення — процес, у якому світлові візерунки використовують для виконання математичних операцій із матрицями.

Після того, як класично структуроване світло було успішно інтегровано з оптичними компонентами комп'ютера, дослідники протестували свою квантову систему, використовуючи алгоритм Дойча-Йожі.

Цей конкретний алгоритм розв'язує конкретну проблему: визначення того, чи є функція постійною (виробляє однаковий вихід для всіх входів) або збалансованою (дає різні виходи для половини входів). Це може здатися простим, але цей алгоритм показує, чи є система швидшою, кращою та ефективнішою за класичний комп'ютер.

Коли дослідники протестували свій квантовий комп'ютер, його продуктивність здивувала їх, оскільки, подібно до дорогої квантової системи, їхнє нововведення значно перевершило класичні комп'ютери.

Ба більше, оскільки цей квантовий комп'ютер використовує світло для обробки інформації, швидкість, з якою він може одночасно виконувати кілька складних обчислень, не має собі рівних.

Також повідомлялося, що нова технологія вчених з Токійського університету може зробити обчислення швидшими. За їхніми словами, такі методи, як дифракційне лиття, можуть подолати різні проблеми, пов'язані з оптичними обчисленнями.