Исследователи из Российского квантового центра, УрФУ и МГУ предложили добавить к фотонной системе электронную память. Это позволит устройству учитывать промежуточные результаты и менять ход вычислений на ходу. Об этом сообщает «Хайтек».
Квантовому компьютеру не всегда достаточно выполнить заранее прописанную последовательность операций. В некоторых алгоритмах нужно остановиться, проверить промежуточный результат и решить, что делать дальше: продолжать, повторить шаг или скорректировать состояние системы. На сверхпроводниковых процессорах такие динамические схемы уже работают. Авторы новой работы предложили реализовать похожий принцип там, где информацию переносят фотоны.
В предложенной модели свет проходит через оптическое устройство по замкнутому маршруту несколько раз. После каждого круга детектор считает вышедшие фотоны, а результат уходит в обычную электронную память. Опираясь на эту историю, система оценивает, сколько фотонов осталось внутри, и готовится к следующему этапу.
Подход не отменяет квантовую случайность, но позволяет устройству учитывать прошлое. В одном из примеров без такой информации следующее измерение могло дать пять разных исходов. С учётом истории их число падало до двух. Расчёты показали, что системе достаточно хранить несколько последних измерений, а не всю историю целиком.
Умение реагировать на промежуточные результаты нужно для многих перспективных алгоритмов, включая последовательное уточнение ответа и исправление ошибок. Перенос этого принципа на фотонную платформу расширит круг задач, доступных будущим оптическим процессорам. Руководитель научной группы Российского квантового центра Евгений Киктенко отметил, что обычно квантовое вычисление представляют как жёсткую последовательность операций с финальным измерением. Более гибкая модель предполагает измерения прямо в процессе и использование их результатов для выбора дальнейших шагов. По его словам, это может расширить возможности фотонных процессоров и помочь их масштабированию.
Пока работа теоретическая. Следующий шаг — проверка подхода на реальной установке. Результаты опубликованы в журнале Physical Review A.
Обложка: magnific
