Команда канадских физиков из университета Куинс создала вычислительную машину, которая использует свет для решения сложнейших задач, таких как моделирование свертывания белков или оптимизация логистики.
Главная особенность нового устройства — стабильность и работа при комнатной температуре. Ранее подобные системы требовали для работы криогенных температур и были нестабильны. Новое исследование опубликовано в журнале Nature.
В основе процессора лежит модель Изинга — концепция столетней давности, описывающая поведение магнитов. Обычно эта модель используется для поиска оптимальных решений из миллиардов вариантов. Авторы новой работы заменили в модели Изинга магниты на импульсы света.
Система построена на стандартных компонентах, которые обеспечивают работу современного интернета — лазерах и оптоволокне. Импульсы света циркулируют в петле, взаимодействуют друг с другом и быстро приходят к состоянию, которое представляет собой наилучшее решение задачи.
Главная проблема современных квантовых и фотонных компьютеров — необходимость экстремального охлаждения и нестабильность работы. Новая машина, получившая название CMIM, работает при комнатной температуре и потребляет значительно меньше энергии.
В тестах система показала способность выполнять миллиарды операций в секунду, справляясь с задачами комбинаторной оптимизации, которые ставят в тупик традиционные процессоры. Например, расчет идеального маршрута доставки для 50 остановок требует перебора вариантов, число которых превышает возраст Вселенной. Фотонный компьютер находит решение за доли секунды.
Разработчики уже планируют пилотные проекты с промышленными партнерами. Технология может быть использована в криптографии, разработке новых материалов и логистике. Она может стать мощной и дешевой альтернативой дорогим суперкомпьютерам.
