A kanadaiok „koppányos” prototípusú kvantum számítógépet hoztak létre optimalizációs feladatokra

Új Ising-fotonikus gép a Queen’s University-tól

A Queen’s University (Kingston, Egyesült Királyság) tudósai programozható fotonikus platformot fejlesztettek ki, amely szobahőmérsékleten működik és órákig tartó stabilitást biztosít. Alapvetően hasonlít a D‑Wave cég kvantumszámítógépére, amely kombinatorikai optimalizációs feladatokat old meg, de jelentősen alacsonyabb áron, megbízhatóbb és olcsóbb karbantartású.

Hogyan működik az eszköz
* Optoelektronikus generátor

A platform a hagyományos optikai távközlési alkatrészeket használja: lézerek, vékonyfilm-nyobium-lithium modulátorok, félvezető optikai erősítő és digitális jelfeldolgozás.

* Ising-modell

A hagyományos mini mágnesek (mint a klasszikus Ising-gép) helyett a rendszer fényimpulzusokat használ. Minden „virtuális spin” egy külön impulzus, amely egy zárt hurkában kering és irányított.

* Feladatkódolás

A kombinatorikai optimalizációs feladatot impulzus-sorozattal kódolják. Az indítás után az impulzusok kölcsönhatásba lépnek egymással, amíg a rendszer nem éri el a legkisebb energiaállapotát – ez válik a feladat megoldásává (például a körút optimalizálása a kiránduló problémában).

Műszaki jellemzők
| Mutató | Érték |
|--------|-------|
| Spinok száma | 256 |
| Lehetséges kapcsolatok | 65 536 „minden‑együtt” |
| Teljesítmény | >200 GOPS (giga művelet másodpercenként) spin-kölcsönhatás és nemlineáris feldolgozás során |

Hasonlítva, a modern D‑Wave kvantumplatformok több milliószor drágábbak, és csak néhány milliszekundumot futnak egy megoldáshoz.

Miért fontos
* Szobahőmérséklet – nem igényel kriohűtést.
* Hosszú távú stabilitás – órákig működik, nem milliszekundumokban.
* Költséghatékonyság – sokkal olcsóbb és egyszerűbb karbantartás a kvantumanalógusokhoz képest.

Lehetséges alkalmazások
* Útvonaloptimalizálás (logisztika, közlekedés)
* Számfelosztás számítás
* Fehérje szintézis és gyógyszertervezés
* Kriptográfia és adatbiztonság
* Neuromorf számítástechnika

Az egyetemi rendszer lehetővé teszi a gyakorlati, skálázható és energiahatékony analóg számítógépek fejlesztését széles körű optimalizációs feladatokra.