Исследователи из MIT достигли важного этапа в развитии квантовых технологий, впервые продемонстрировав управление квантовой случайностью.
Традиционные компьютеры детерминированы и имеют ограничения в моделировании физического мира или оптимизации сложных систем. Так как там присутствует огромное количество случайностей.
Здесь пригождается концепция вероятностных вычислений. Вероятностные вычислительные системы используют присущую некоторым процессам случайность для выполнения вычислений. Они не дают одного "правильного" ответа, а предоставляют целый ряд возможных результатов, каждый со своей вероятностью. Поэтому они хорошо подходят для имитации физических явлений и решения оптимизационных задач, в которых может существовать несколько решений и поиск различных возможностей может привести к лучшему решению.
Но применение вероятностных вычислений сдерживалось отсутствием контроля над вероятностными распределениями, связанными с квантовыми флуктуациями. Однако исследование, опубликованное в Science, показывает возможное решение проблемы.
Подача слабого лазерного "смещения" на оптический параметрический осциллятор - оптическую систему, которая естественным образом генерирует случайные числа, - может быть управляемым источником "смещенной" квантовой случайности.
Ученые успешно продемонстрировали способность манипулировать вероятностями, связанными с выходными состояниями оптического параметрического осциллятора, создав Первый управляемый фотонный вероятностный бит ( p-бит ).
Также система продемонстрировала чувствительность к временным осцилляциям импульсов смещающего поля, даже на уровне ниже одного фотона.
"Наша фотонная система генерации p-битов в настоящее время позволяет производить 10 000 битов в секунду, каждый из которых может следовать произвольному биномиальному распределению. Мы ожидаем, что в ближайшие несколько лет эта технология будет развиваться, что приведет к созданию более высокоскоростных фотонных p-битов и расширению спектра их применения" - сказал Янник Саламин.
Сделав флуктуации вакуума управляемым элементом, мы расширяем границы возможного в квантово-вероятностных вычислениях. Перспектива моделирования сложной динамики в таких областях, как комбинаторная оптимизация и моделирование решеточной квантовой хромодинамики, очень интересна. Исследователи ожидают дальнейшего развития технологии, включая создание фотонных p-битов с более высокой скоростью передачи данных и более широкий спектр приложений в ближайшем будущем.
Telegram: @inscieder - регулярные новости науки и технологий. Подписывайся!
Источник новости: habr.com
