Canadienii au creat un prototip „cu picior” al unui calculator cuantic pentru sarcini de optimizare

Noua mașină de fotoni Ising de la Universitatea Queen’s

Cercetătorii din Queen’s University din Kingston (Regatul Unit) au dezvoltat o platformă fotonică programabilă, care funcționează la temperatura camerei și menține stabilitatea timp de ore. În esență, aceasta seamănă cu calculatorul cuantic al companiei D‑Wave, care rezolvă probleme de optimizare combinatorică, dar diferă semnificativ în ceea ce privește costul, fiabilitatea și costurile de întreținere.

Cum funcționează sistemul
* Generator optoelectronic

Platforma utilizează componente obișnuite din telecomunicațiile optice: laser, modulatoare pe film subțire de niobat de litiu, amplificator optic semiconductor și procesare digitală a semnalelor.

* Model Ising

În locul magnetilor miniaturali tradiționali (ca în mașina clasică Ising), sistemul folosește impulsuri luminoase. Fiecare „spin virtual” este un impuls separat, care circulă într-o buclă cu control.

* Codificarea problemei

Problema de optimizare combinatorică este codată printr-o secvență de impulsuri. După pornire, acestea interacționează până când sistemul atinge starea de energie minimă – iar această stare devine răspunsul problemei (de exemplu, ruta optimă în problema călătorului comercial).

Caracteristici tehnice
Indicator Valoare Număr de spini 256 Posibile legături 65 536 „toate‑cu‑toate” Performanță >200 GOPS (giga operații pe secundă) la interacțiunea spinilor și procesarea nonlinară

Pentru comparație, platformele cuantice moderne D‑Wave costă milioane de ori mai mult și funcționează doar câteva milisecunde pentru o singură soluție.

De ce contează
* Temperatura camerei – sistemul nu necesită răcire criogenică.

* Stabilitate pe termen lung – funcționează ore, nu ms.

* Eficiență economică – semnificativ mai ieftin și mai simplu de întreținut decât echivalentele cuantice.

Aplicații posibile
* Optimizarea rutelor (logistică, transport)

* Calculul partajării numerelor

* Sinteza proteinelor și design farmaceutic

* Criptografie și securitate a datelor

* Calculuri neuromorfe

Instalația universitară deschide perspectiva creării de calculatoare analogice practice, scalabile și eficiente energetic pentru o gamă largă de probleme de optimizare.