A computação óptica usa a velocidade da luz para realizar operações de matriz vetorial com muita eficiência. A combinação dos princípios da interferência luminosa permite a computação paralela, uma característica fundamental dos algoritmos de computação quântica. Este método melhora a velocidade e a eficiência do processamento.
Num novo estudo, físicos da Universidade de Witwatersrand (Wits) combinam computação quântica com luz estruturada clássica. Eles construíram um novo sistema de computador usando raios laser e tecnologia de exibição cotidiana, marcando um avanço significativo na busca por soluções de computação quântica superpoderosas.
Neste trabalho, os pesquisadores utilizaram as propriedades únicas da Luz.
Dr. Isaac Nape, presidente da Optica Emerging Leader em Óptica da Wits, disse. “Os computadores tradicionais funcionam como centrais telefônicas, processando informações como simples decisões de sim ou não. Nosso método usa feixes de laser para processar múltiplas possibilidades simultaneamente, aumentando bastante o poder de computação. “
Os pesquisadores construíram seu sistema com feixes de laser, displays digitais e lentes simples. Um avanço na computação óptica reside na ligação da forma como a luz interage com dispositivos ópticos, tais como ecrãs e lentes digitais, a operações matemáticas na computação quântica.
Estas operações, principalmente multiplicação e adição utilizando vetores e matrizes, são realizadas à velocidade da luz. Esta inovação foi demonstrada com o algoritmo Deutsch-Jozsa, que testa se o desempenho de um computador é imprevisível ou previsível. Os computadores quânticos podem resolver este problema muito mais rapidamente do que os computadores clássicos, demonstrando o poder da computação óptica em velocidades quânticas.
O estudante de mestrado Mwezi Koni disse que o trabalho poderia simular algoritmos quânticos ainda mais complexos – abrindo novas oportunidades em áreas como otimização quântica e aprendizado de máquina quântica.
Koni disse: “Mostramos que nosso sistema pode trabalhar com 16 níveis diferentes de informação, em vez dos dois usados em computadores antigos. Em teoria, poderíamos expandir isso para lidar com milhões de níveis, o que mudaria o jogo no processamento de informações complexas.”
Este desenvolvimento é muito importante devido à sua acessibilidade. O sistema utiliza equipamentos comumente disponíveis, tornando-o uma escolha viável para laboratórios de pesquisa com acesso limitado a tecnologia computacional cara.
O estudante de mestrado Hadrian Bezuidenhout disse: “O Lightning é a solução perfeita para esse tipo de computador. Ele funciona muito rápido e pode processar muitos cálculos ao mesmo tempo. Isso o torna ideal para lidar com problemas complexos que levariam muito tempo para serem resolvidos pelos computadores tradicionais.”
Referência do diário:
- Mwezi Koni, Hadrian Bezuidenhout e Isaac Nape. Ele simula computação quântica com multiplicação de matrizes virtuais. Fotos do APL.
