Свет научился считать экспресс
Свет бежит по лабиринту из зеркал и светоделителей, но в конце пути не просто вспыхивает на детекторе — он меняет сам себя. В новом фотонном компьютере к привычным линейным схемам добавили нелинейные модули, и теперь свет может выполнять любые квантовые операции, а не только часть из них.
Раньше оптические квантовые устройства напоминали пианино, на котором можно играть только белые клавиши. Линейные операции — это те самые белые клавиши: они хорошо изучены и легко масштабируются, но без чёрных клавиш нелинейности музыку не сыграть. Новая архитектура добавляет в инструмент чёрные клавиши, причём не по одной, а целыми блоками, которые можно встраивать в уже существующие схемы.
Проверкой стали две сложные задачи. Первая — генерация особых состояний света, которые нужны для исправления ошибок в квантовых вычислениях. Раньше такие состояния получались лишь случайно, с низкой вероятностью, а теперь — почти гарантированно. Вторая — моделирование поведения многих частиц в решётке, так называемая модель Бозе-Хаббарда. Считалось, что фотонным схемам такое не под силу, но новая платформа справилась.
Кольцо замыкается: свет, который когда-то лишь освещал дорогу, теперь сам стал вычислительной машиной, способной на универсальные квантовые операции.
Нелинейные оптические эффекты впервые наблюдали ещё в XIX веке, но использовать их для вычислений стало возможно только с появлением лазеров.