Skalerbar fotonisk computer løser delsættet sumproblem

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Kina skabte en fotonisk computer, der var i stand til at løse delmængdesummen. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab fremskridt , gruppen beskriver deres computer, og hvor godt den klarede sig.

I de seneste år, det er blevet klart for computeringeniører, at den fortsatte evne til at øge standardcomputernes effektivitet og hastighed er på vej mod et loft - en dag snart, ingeniører vil nå en grænse, over hvilken der ikke er nogen måde at gøre dem hurtigere. Et sådant resultat er uønsket, fordi det vil begrænse den slags applikationer, der kan udvikles i fremtiden. Ud over at gå videre til avancerede brugerapplikationer, denne vejspærring står også i vejen for at løse problemer som f.eks. delsættet sum-problem-et typisk NP-komplet problem, der slår traditionelle computere ned. Så computeringeniører er begyndt at se på andre muligheder, såsom kvante- eller molekylære computere. I denne nye indsats, forskerne foreslår ideen om en fotonisk computer ved at oprette en, der kan løse delsættet sumproblem.

Delsættets sumproblem kan formuleres som følger:givet heltal eller naturlige tal w (1) ... w (n), summerer nogen delmængde af dem præcist til W? For eksempel, en computer får en liste med numre og instrueres i at returnere et par af dem, hvis de findes, der lægger op til et givet tal. I betragtning af listen, 1, 9, 13, 7, 0, for eksempel, og en anmodning om at finde et par, der tilføjer op til 14, computeren skal returnere 1, 13. Dette problem er let for en konventionel computer, når listen er lille - men når den vokser sig stor, det bliver ubearbejdeligt.

For at løse problemet ved hjælp af en fotonisk computer, forskerne kortlagde det til et 3-D bølgeledernetværk ætset på glas ved hjælp af en femtosekundlaser. Fotoner fik derefter lov til at forsvinde ind i netværket på jagt efter en løsning parallelt. Dette tillod forskerne at prøve forskellige kombinationer på samme tid i stedet for at slibe igennem dem alle, som det gøres med en konventionel computer. Metoden fungerede ikke kun, det var i stand til at gøre det hurtigere end en supercomputer - og det demonstrerede, at fotoniske computere er i stand til at løse sådanne problemer og er skalerbare, såvel.

© 2020 Science X Network