קנדים ייצרו אב‑טיפוס של מחשב קוונטי “מטבעתי” למטרות אופטימיזציה

מכונת פוטון חדשה של איזינג מאוניברסיטת קוינס

מדענים מאוניברסיטת קוינס בקינגסטון (בריטניה) פיתחו פלטפורמת פוטונים תכניות, הפועלת בטמפרטורת חדר ושומרת יציבות במשך שעות. במבנהה היא דומה למחשב קוונטי של D‑Wave שמפתר בעיות אופטימיזציה קומבינטורית, אך שונה משמעותית במחיר, אמינות ועלות תחזוקה.

איך המערכת עובדת
* מחולל אופטי-אלקטרוני

הפלטפורמה משתמשת ברכיבים סטנדרטיים של תקשורת אופטית: לייזרים, מודולטורים על ניאובט הליום דיפרמנטי, משפר אופטי למחזור סגולי ועיבוד אותות דיגיטלי.

* מודל איזינג

במקום מגנטים מיקרוסקופיים מסורתי (כמו במכונת איזינג קלאסית) המערכת משתמשת בפקקים אור. כל "ספין וירטואלי" הוא פקק נפרד, מסתובב בלולאה עם בקרת זרימה.

* קידוד המשימה

משימת אופטימיזציה קומבינטורית מקודדת בסדרת פקקים. לאחר הפעלה הם מתאמצים עד שהמערכת מגיעה למצב אנרגיה מינימלית – והמופע הזה הופך לתשובה של הבעיה (למשל, מסלול אופטימי בבעיית הנסיעה של סוחר).

מאפיינים טכניים
מדד ערך מספר ספינים 256 אפשרויות חיבורים 65 536 "כל-עם-בכל" ביצועים >200 GOPS (גיגה-פעולות בשנייה) בעת אינטראקציה בין ספינים ועיבוד לא ליניארי
לשוואה, פלטפורמות קוונטיות של D‑Wave יקרות במיליוני פעמים ומופעלות רק כמה מילישניות לכל פתרון.

מדוע זה חשוב
* טמפרטורת חדר – אין צורך בקירור קריוגני.

* יציבות ארוכת טווח – עובדת שעות, לא מילישניות.

* חסכונית – זולה יותר ונוחה בתחזוקה מאשר אנלוגים קוונטיים.

יישומים אפשריים
* אופטימיזציה של מסלולים (לוגיסטיקה, תחבורה)

* חישוב פירוק מספרים

* סינתזה של חלבונים ועיצוב תרופות

* קריפטוגרפיה וביטחון נתונים

* חישובים נוירומורפיים

המערכת האוניברסיטאית פותחת אפשרות לבניית מחשבים אנלוגיים פרקטיים, מדרגיים ויעילים באנרגיה עבור מגוון רחב של בעיות אופטימיזציה.