中国科学家研制的新型可扩展光子计算机

2020-07-09 09:33:25 新闻来源:网络
  越来越多的集成给了电子计算机越来越强大的计算能力,人们指出,由于高集成度导致的"散热问题"和"量子隧穿效应",摩尔定律在不久的将来将不再适用。
  金先民对记者解释说:"寻找潜在的新计算方法是进一步提升人类计算能力的重要手段,量子计算、DNA计算、光学计算等已被提出。"2019年年底,谷歌展示了53台量子计算机,宣告了‘量子霸权’,并率先揭示了非vonNeiman计算体系结构的优势。
  在最新的研究中,金先民团队发现了另一种方法,不是依靠脆弱的量子特性,而是借助光子本身的优势,展示了光子计算机在具体计算问题上超越经典计算机的潜力。
  研究小组在光子计算机上解决的问题称为"子集与问题"(SSP),它是NP问题中最难解决的一类问题(经典计算机无法有效解决的一类问题),求解SSP可作为衡量新计算体系结构计算能力的重要标准。
  在最新的研究中,研究人员成功地将SSP映射成由三种基本结构组成的三维集成光波导网络,并借助飞秒激光直接写入技术将其刻在光子芯片中。当光子注入光波导网络时,计算过程被激活。光子作为计算载体,在光波导网络中进化,并行搜索所有可能的进化路径,以寻找解决方案。
  研究发现,由于光子计算机的并行运算、集成光波导网络的紧凑性、光的超高速传播速度和较强的抗干扰能力,SSP的求解速度更快,物理规模也得以扩大。
  金先民表示,他们计划建造更大的光子芯片和测量系统,以向更大的问题尺寸和计算能力迈进。
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