点亮计算世界

自20世纪40年代最初的房间大小的计算机以来，计算机一直在以令人目眩的速度改进。今天，我们的手机比美国宇航局第一次登月时使用的电脑强大数百万倍。尽管如此，科学家和工程师们仍在继续挑战计算能力的极限，制造出越来越强大的超级计算机，并致力于使量子计算机成为现实。

如果计算机已经这么快了，为什么还需要更快的速度呢?
在传统的计算系统中，位是二进制的——开或关，1或0——迫使计算机一个接一个地尝试问题的可能答案，直到找到正确的解决方案。然而，随着数据变得越来越庞大和复杂，即使是性能最好的计算机也无法跟上，无法解决现代世界中许多最复杂的问题。这类问题被称为“困难”问题，涉及如此大量的相互依赖的信息，传统的范式不具备维持(更不用说分析)数据所需的计算能力。

这些“难题”无处不在。以交互式GPS服务Waze为例，它能够为司机提供另一条路线，以避免即将到来的交通堵塞。但它为大量车辆重新计算路线，并以最佳方式重新调整每辆车的方向，以免造成第二次交通堵塞的能力仍然相当有限。

科学家们正试图通过开发使用量子比特或“量子位”的量子系统来解决这些计算缺陷，量子比特可以同时以1和0的形式存在。这将允许系统一次执行许多计算，并更快地得出解决方案。然而，量子计算机极其难以构建，到目前为止，量子计算机一直受到错误的困扰，这些错误使它们在任何重要程序有机会运行完成之前就失败了。

激光的速度
一年前，Ruti Ben-Shlomi在复杂系统物理系Roee Ozeri教授的实验室进行博士研究时，与魏茨曼校友Chene Tradonsky博士合作成立了LightSolver公司，该公司正在建造一台超级计算机，专门解决“困难”问题。新的LightSolver计算机将使用传统的计算范式，产生一些量子效应，但他们不是使用经典的二进制位或量子位，而是使用光学激光。

Ruti和她的团队(其中有八位成员也是魏茨曼校友)相信，通过构建一个小型设备，使激光在自由空间中循环，新设备将能够使计算速度加快几个数量级，并且比所有其他使用电子或光纤的传统和量子技术更不容易出错。仅仅在一瓦的激光中，就有近1020个光子存在——1后面跟着20个零——所有这些光子都能够一起工作并相互影响，从而同时进行计算，类似于量子比特。与此同时，通过使用更经典的计算范式，LightSolver将能够绕过量子计算机固有的噪声问题、故障和量子相干性损失。

根据Ruti的说法，LightSolver的激光计算机不仅可以让它以超凡的速度进行计算，而且它还可以让机器更小(大约台式机大小)，更便宜，比竞争对手的原型机更节能，后者通常体积巨大，或者需要绝对零度温度和超高真空条件。

“使用激光有很多好处，”鲁蒂说。“它们比基于电路的机器需要更少的空间，更精确，并且可以像量子位那样并行地探索问题的所有可能解决方案。想象一下巨大的计算能力!”
该团队的目标是在一年内开发出包含100个激光比特的LightSolver，这在短时间内是一个令人印象深刻的数字。在接下来的一年里，他们希望将这个数字增加到1000个激光比特——这个数字目前只出现在IBM等量子计算机公司的未来路线图上。达到这一里程碑也将有实际应用，并使涉及大量数据的现实世界问题的解决方案成为可能，例如城市规模的交通模式，预测股票市场，或计算如何最有效地折叠蛋白质。

“使用标准计算机，这种数据处理非常耗时，而且容易出错，”Ruti说。“LightSolver可以解决这些问题。”
“Ruti在以色列量子技术领域开创了一条令人兴奋的道路，”Ozeri教授说。“LightSolver是一个非常小而充满活力的创业公司社区的一部分，这些初创公司正在从学术量子物理实验室中获取想法，并将其转化为可行的技术，直到最近这些想法还被科学家们视为疯狂的游戏。”