Kanadci vytvořili „kopírovaný“ prototyp kvantového počítače pro úlohy optimalizace

Nový fotonový Isingův stroj z Queen’s University

Vědci z Queen’s University v Kingstonu (Velká Británie) vyvinuli programovatelnou fotonovou platformu, která funguje při pokojové teplotě a udržuje stabilitu po několik hodin. V podstatě připomíná kvantový počítač společnosti D‑Wave, který řeší úlohy kombinatorické optimalizace, ale výrazně se liší cenou, spolehlivostí a náklady na údržbu.

Jak zařízení funguje
* Optoelektronický generátor

Platforma využívá běžné komponenty optické telekomunikace: lasery, modulátory na tenko-filmovém lithiovém niobátu, polovodičový optický zesilovač a digitální zpracování signálů.

* Isingův model

Místo tradičních miniaturních magnetů (jako v klasickém Isingově stroji) systém používá světelné impulzy. Každý „virtuální spin“ je samostatný impuls, který cirkuluje ve smyčce s řízením.

* Kódování úlohy

Úloha kombinatorické optimalizace se kóduje posloupností impulsů. Po spuštění procházejí interakcí až do chvíle, kdy systém dosáhne stavu minimální energie – a tento stav se stává odpovědí na úlohu (např. optimální trasa v problému obchodního cestujícího).

Technické parametry
Parametr Hodnota Počet spinů 256 Možné spojení 65 536 „všech‑s‑všem“ Výkon >200 GOPS (gigoperací za sekundu) při interakci spinů a nelineárnímu zpracování
Pro srovnání, současné kvantové platformy D‑Wave stojí miliony krát dražší a fungují jen několik milisekund na jedno řešení.

Proč je to důležité
* Pokojová teplota – systém nevyžaduje kryogenní chlazení.

* Dlouhodobá stabilita – pracuje hodiny, nikoli milisekundy.

* Ekonomičnost – výrazně levnější a jednodušší na údržbu než kvantové analogy.

Možné aplikace
* Optimalizace tras (logistika, doprava)

* Výpočet rozdělení čísel

* Syntéza proteinů a farmaceutický design

* Kryptografie a bezpečnost dat

* Neurální morfické výpočty

Univerzitní zařízení otevírá perspektivu vytváření praktických, škálovatelných a energeticky úsporných analogových počítačů pro širokou škálu optimalizačních úloh.