Computador quântico resolve simples equações lineares

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Resolvendo Equações Com “Luz”

3x + y = 2
x + 3y = 0

É o tipo de problema de matemática fácil que você pode trabalhar por fora e em poucos minutos, usando lápis e papel, mas os físicos na China, Canadá e Singapura já haviam resolvido pares de equações lineares como este usando um computador quântico simples. Sua experiência envolve a codificação de informação quântica em quatro fótons e enviá-los através de um sistema de dispositivos ópticos. Os físicos afirmam que seu set-up poderia ser melhorado e modificado ainda mais para resolver outros tipos de problemas.

A façanha computacional foi realizada por Jian-Wei Pan e seus colegas da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, a Universidade de Toronto e da Universidade Nacional de Cingapura, que usou um algoritmo quântico criado em 2009 por Aram Harrow, Avinatan Hassidim e Seth Lloyd. Para sistemas simples de equações lineares, Harrow e colegas mostraram que o seu algoritmo pode ser exponencialmente mais rápido do que os melhores métodos de solução que utilizam um computador clássico. Uma limitação importante, contudo, é que o algoritmo não encontra uma solução exata, mas apenas a resposta mais provável. A equipe de Pan programou o algoritmo pelo disparo de raios ultravioleta (UV) em pulsos de laser um sistema óptico que contém dois cristais de bário-borato para criar dois pares de fotões. Os dois fotões num par estão entrelaçados em termos da sua polarização, o que significa que a correlação entre as polarizações dos fotões é maior do que a permitida pela física clássica.

Divisores de Feixe, Espelhos e Prismas

Cada par emaranhado é, então, enviado através de um divisor de feixe de polarização, a qual separa os fótons de acordo com a sua polarização – os quatro sendo os fótons q-bits de entrada para o cálculo. Claro, a equipe já sabia a resposta, por isso eles foram capazes de testar a sua implementação do algoritmo contra a saída do previsto pela teoria. Isto foi feito por três problemas diferentes e descobriram que a fidelidade da saída experimental variou. (A fidelidade de 1 teria correspondido a uma combinação perfeita).

O experimento está descrito na revista Physical Review Letters.

[Physics World]

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