Что ученые подразумевают под «волшебной пылью»?
Чтобы разобраться в метафоре «волшебной пыли», авторы разработки приводят следующую аналогию. В основе вычислений — поиск решений, связанный со множеством параметров и переменных. Во многом он похож на поиск в тумане самой низкой точки в горной местности, где очень непостоянный ландшафт, со множеством впадин и расщелин. Аналогичную задачу приходится решать, осуществляя вычисления в многомерном пространстве.
С чем не справится даже квантовый компьютер?
«Это именно та проблема, которая возникает в реальной жизни, когда нужно минимизировать функцию в присутствии множества неизвестных параметров и ограничений», — рассказывает первый автор статьи Наталья Берлова, профессор Сколтеха и факультета прикладной математики и теоретической физики Кембриджа. Современные суперкомпьютеры могут иметь дело только с ограниченным числом таких задач. Даже квантовый компьютер не способен дать необходимого ускорения в поиске решений.
Новое состояние вещества
Наталья Берлова и ее коллеги планируют использовать «волшебную пыль», состоящую из поляритонов, для образования нового состояния вещества, известного как конденсат Бозе — Эйнштейна, где квантовые фазы поляритонов синхронизируются и создают единый макроскопический квантовый объект, который излучает свет разных цветов. Он-то и поможет искать «самые низкие точки» для самого разного типа проблем, а впоследствии создать на этой базе мощное вычислительное устройство.
Конечная цель — микрочиповый квантовый вычислитель
«Мы только начинаем изучать потенциал поляритонных графов для решения сложных задач, — говорит соавтор исследования Павлос Лагудакис, руководитель лабораторий гибридной фотоники в Сколтехе и Саутгемптонском университете. — В настоящее время мы масштабируем наше устройство до сотен узлов, проверяя его фундаментальную вычислительную мощность. Наша конечная цель — микрочиповый квантовый вычислитель, работающий в нормальных условиях окружающей среды».
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Materials.
