Schéma et principe de fonctionnement du CIM. (A) Conception CIM composée d'un OPO multiplexé dans le temps et d'un appareil de rétroaction de mesure. Voir (24, 25) pour plus de détails. SHG, génération de deuxième harmonique ; FPGA, réseau de portes programmable sur le terrain ; PPLN, niobate de lithium périodiquement polarisé; JE SUIS, modulateur d'intensité; PM, modulateur de phase. (B) État OPO pendant la transition de l'état comprimé inférieur au seuil à l'état cohérent (bistable) supérieur au seuil. (C) Solution du problème d'Ising antiferromagnétique sur l'échelle de Möbius avec le CIM, donnant les amplitudes OPO mesurées ai et l'énergie d'Ising H en fonction du temps en allers-retours. (D) Illustration du principe de recherche par le bas du fonctionnement CIM. Crédit: Avancées scientifiques (2019). DOI :10.1126/sciadv.aau0823
Une équipe de chercheurs composée de membres affiliés à plusieurs institutions aux États-Unis et au Japon rapporte que la connectivité est plus importante qu'on ne le pense lors de la construction de machines d'optimisation spécialisées. Dans leur article publié dans la revue Avancées scientifiques , le groupe décrit comment ils ont testé l'importance de la connectivité sur deux types de machines d'optimisation spécialisées.
Alors que les ordinateurs traditionnels approchent des limites de la loi de Moore, les scientifiques ont tourné leur attention vers des alternatives. À cette fin, beaucoup de travail a été fait pour déterminer si un ordinateur quantique vraiment utile sera à la hauteur des attentes. Les chercheurs ont également suggéré d'autres types de technologies pour la construction de machines d'optimisation spécialisées, par exemple la machine d'Ising, mise au point à l'Université de Stanford. Il s'agit d'un type d'ordinateur spécialement conçu pour exécuter ce que l'on appelle le problème du voyageur de commerce, un exercice dans lequel un commis voyageur doit rendre visite à chacun de ses clients et rentrer chez lui entre chaque voyage de la manière la plus efficace. Clairement, s'il n'y a que quelques villes, le problème des voyageurs de commerce est trivial, cependant, quand le nombre de villes augmente, les choses deviennent difficiles. La machine d'Ising utilise des processeurs optiques et électriques pour résoudre le problème et le fait beaucoup plus efficacement que les ordinateurs conventionnels. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont découvert que les ingénieurs travaillant sur des machines d'optimisation spécialisées pouvaient négliger la connectivité.
Pour illustrer à quel point la connectivité peut faire une différence dans la conception des machines, les chercheurs ont opposé un recuit quantique construit par D-Wave Systems à une machine d'Ising. Ils ont confié aux deux machines les mêmes tâches et mesuré le temps qu'il leur a fallu pour les résoudre, notant que l'une des plus grandes différences entre eux est le degré de connectivité impliqué dans leur conception. La conception de la machine Ising, ils notent, présente une connectivité beaucoup plus efficace.
Les chercheurs rapportent que pour les applications nécessitant une connectivité élevée, la machine Ising a surpassé la machine D-Wave - dans certains cas, dramatiquement. Sur l'un des problèmes les plus compliqués, il a battu le recuit quantique par un facteur de 10 millions. Pour les problèmes peu connectés, l'inverse était vrai, avec le recuit quantique dépassant clairement la machine d'Ising.
Les chercheurs suggèrent que leurs résultats soulignent l'importance de résoudre les problèmes de connectivité lors de la conception de machines d'optimisation spécialisées.
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