Une équipe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions en Chine a créé un ordinateur photonique capable de résoudre le problème de la somme des sous-ensembles. Dans leur article publié dans la revue Avancées scientifiques , le groupe décrit son ordinateur et ses performances.

Dans les années récentes, il est devenu évident pour les ingénieurs informaticiens que la capacité continue d'augmenter l'efficacité et la vitesse des ordinateurs standard se dirige vers un plafond - un jour bientôt, les ingénieurs atteindront une limite au-delà de laquelle il n'y a aucun moyen de les rendre plus rapides. Un tel résultat n'est pas souhaitable, car cela limitera les types d'applications qui pourront être développées à l'avenir. En plus d'éviter les applications utilisateur avancées, cet obstacle empêche également de résoudre des problèmes tels que le problème de la somme des sous-ensembles, un problème NP-complet typique qui enlise les ordinateurs conventionnels. Les ingénieurs informaticiens ont donc commencé à examiner d'autres options, comme les ordinateurs quantiques ou moléculaires. Dans ce nouvel effort, les chercheurs proposent l'idée d'un ordinateur photonique en en créant un qui puisse résoudre le problème de la somme des sous-ensembles.

Le problème de la somme des sous-ensembles peut être formulé comme suit :étant donné les nombres entiers ou naturels w(1)... w(n), est-ce qu'un sous-ensemble d'entre eux s'additionne précisément à W ? Par exemple, un ordinateur reçoit une liste de nombres et est chargé d'en renvoyer une paire, s'ils existent, qui s'additionnent à un nombre donné. Vu la liste, 1, 9, 13, 7, 0, par exemple, et une demande pour trouver une paire qui totalise 14, l'ordinateur devrait renvoyer 1, 13. Ce problème est facile pour un ordinateur conventionnel lorsque la liste est petite, mais lorsqu'elle s'agrandit, cela devient impraticable.

Pour résoudre le problème à l'aide d'un ordinateur photonique, les chercheurs l'ont cartographié dans un réseau de guides d'ondes 3D gravé sur du verre à l'aide d'un laser femtoseconde. Les photons ont ensuite été autorisés à se dissiper dans le réseau à la recherche d'une solution en parallèle. Cela a permis aux chercheurs d'essayer différentes combinaisons en même temps plutôt que de les parcourir toutes, comme on le fait avec un ordinateur conventionnel. Non seulement l'approche a fonctionné, il était capable de le faire plus rapidement qu'un supercalculateur - et il a démontré que les ordinateurs photoniques sont capables de résoudre de tels problèmes et sont évolutifs, également.

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