Optik kontaktlarning zanglashiga olib dasturlashda yangi yutuq: sochlari yupqa tolalar bilan yengil hisoblash

Yaqinda Heriot-Vatt universiteti (Buyuk Britaniya) olimlari optik zanjirlarni dasturlashning kuchli yangi usulini kashf etdilar.
Bu usul uzilmaydigan aloqa tarmoqlari va o'ta tezkor kvant kompyuterlari kabi kelajakdagi texnologiyalarni amalga oshirishda hal qiluvchi rol o'ynashi mumkin. Tadqiqot Nature Physics jurnalida chop etildi.
Mehul Malik, eksperimental fizik va Buyuk Britaniyaning Heriot-Vatt universiteti muhandislik va fizika fanlari maktabining fizika professori, shunday tushuntiradi: "Yorug'lik yorug'lik bilan emas, balki yorug'lik bilan hisoblaydigan juda ko'p ma'lumot va optik zanjirlarni olib yurishi mumkin. elektr energiyasi, hisoblash texnologiyalaridagi navbatdagi katta sakrash sifatida ko'riladi.
"Ammo optik sxemalar kattalashgani va murakkablashgani sari ularni boshqarish va ishlab chiqarish tobora qiyinlashmoqda - bu ularning ishlashiga ta'sir qilishi mumkin. Bizning tadqiqotimiz tabiiy ravishda sodir bo'ladigan jarayonlardan foydalangan holda optik zanjirlarni loyihalashga yana bir umumiy yondashuvni ko'rsatadi."
Professor Mehul Malik va uning jamoasi tijoriy optik tolalar yordamida o'z tadqiqotlarini olib borishdi. Butun dunyoda Internetni shaxsiy uylar va korxonalarga uzatish uchun keng qo'llaniladigan bu turdagi tolalar inson sochi kengligidan yupqaroq va ma'lumotlarni uzatish uchun yorug'likdan foydalanadi.
Optik tolalardagi yorug'likning tabiiy tarqalish harakatidan foydalanib, ular tolalar ichidagi optik zanjirlarni juda aniq tarzda dasturlash mumkinligini aniqladilar.
"Yorug'lik optik tolaga kirganda, u murakkab yo'llar bilan tarqaladi va aralashadi. Ushbu murakkab jarayonni tushunish va tolaga kiradigan yorug'likni aniq shakllantirish orqali biz bu tartibsizliklar orasida yorug'lik davrlarini yaratish yo'lini topdik."
Optik sxemalar kvant texnologiyalarining kelajagi uchun juda muhim, ular mikroskopik darajada alohida atomlar yoki fotonlar (yorug'lik zarralari) bilan ishlash orqali ishlab chiqilgan. Bu texnologiyalarga katta ishlov berish quvvatiga ega kuchli kvant kompyuterlari va buzib bo'lmaydigan kvant aloqa tarmoqlari kiradi.
Professor Mehul Malik shunday tushuntiradi: "Masalan, uzoq masofalarni bosib o'tgandan keyin ma'lumotni o'lchash mumkin bo'lishi uchun kvant aloqa tarmoqlarining oxirida optik sxemalar kerak. Ular yorug'lik zarralari ustida murakkab hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun kvant kompyuterlarining asosiy qismidir."
Kvant kompyuterlari giyohvand moddalarni ishlab chiqish, iqlimni bashorat qilish va kosmik tadqiqotlar kabi sohalarda sezilarli yutuqlarni va'da qilmoqda. Mashinani o'rganish - sun'iy intellekt - bu katta hajmdagi ma'lumotlarni tezda qayta ishlash uchun optik sxemalar qo'llaniladigan yana bir sohadir.
Professor Mehul Malik yorug'likning kuchi uning ko'p o'lchovliligida ekanligini ta'kidlaydi: "Biz yorug'likning bir zarrasi haqida juda ko'p ma'lumotni kodlashimiz mumkin. Uning fazoviy tuzilishi, vaqtincha tuzilishi, rangi. Agar siz ushbu xususiyatlarning barchasini hisoblashingiz mumkin. Shu bilan birga, siz ajoyib qayta ishlash quvvatini ishga tushirishingiz mumkin."
Tadqiqotchilar, shuningdek, ularning dasturlashtiriladigan optik sxemalari kvant chalkashliklarini boshqarish uchun qanday ishlatilishi mumkinligini ko'rsatdi. Bu ikki yoki undan ortiq kvant zarralari, masalan, fotonlar bir-biridan uzoqda bo'lsa ham, bog'langan holda qoladigan hodisa. O'zaro bog'liqlik ko'plab kvant texnologiyalarida muhim rol o'ynaydi, masalan, kvant kompyuterlarida xatolarni tuzatish va kvant shifrlashning eng xavfsiz turlarini amalga oshirish.
Professor Mehul Malik va uning Heriot-Vatt universitetining Beyond Binary Quantum Information Laboratory tadqiqot guruhi Shvetsiyadagi Lund universiteti, Italiyaning Sapienza Rim universiteti va Gollandiyaning Tvente universiteti kabi institutlarning hamkorlikdagi olimlari bilan tadqiqot olib borishdi.
Tadqiqotlar QuantERA tomonidan moliyalashtirildi, 31 mamlakatdan 39 ta davlat tadqiqotini moliyalash tashkilotlari (rfo), jumladan, Avstriyaning sanoat tadqiqotlari va ishlanmalarini moliyalashtirish milliy agentligi bo'lgan Avstriya tadqiqot agentligi (FFG); va Yevropa tadqiqot kengashi (ERC) - Evropa Ittifoqining ilg'or tadqiqotlarni moliyalashtiruvchi tashkiloti.