„Natura nu e clasică, pe cuvânt, și dacă vrei să faci o simulare a naturii, mai bine o faci cuantică, și, pe Dumnezeu, că e o problemă minunată, pentru că nu pare deloc ușoară.”Richard Feynman · Simulating Physics with Computers · 1982 · prelegerea «Simulating Physics with Computers» (1981), publicată în International Journal of Theoretical Physics, vol. 21, 1982
Natura se prelucrează cuantic, deci doar o mașină cuantică o poate simula fidel.
Feynman pornește de la o constatare simplă. Simularea unui sistem fizic pe un calculator clasic crește exponențial cu mărimea sistemului, pentru că stările cuantice nu se pot reprezenta eficient cu biți obișnuiți. Propune deci un calculator care însăși să fie cuantic, care să prelucreze amplitudini și interferențe, nu doar cifre. Lumina e exact un astfel de sistem: fotonii se propagă, interferează și se combină conform ecuațiilor cuantice. Un procesor fotonic lasă lumina să facă operația direct, prin interferență, în loc să o simuleze pas cu pas în siliciu. O rețea neuronală este, la bază, un lanț de înmulțiri de matrice, iar o matrice optică face acea înmulțire în timp ce fasciculul o traversează.
Pasul următor e că problema nu e doar de viteză, ci de fidelitate. Un calculator clasic poate aproxima un sistem cuantic, dar aproximarea pierde exact lucrurile care contează: interferența și superpoziția. E ca și cum ai descrie un val de mare doar prin înălțimea lui maximă, fără să spui cum se sparge pe țărm. Feynman cere o mașină în care reprezentarea și fenomenul să fie din aceeași substanță. Iar asta ridică întrebarea următoare: ce înseamnă, de fapt, ca o operație să fie făcută de lumină, nu doar calculată despre lumină?
De ce contează Ideea lui Feynman stă la rădăcina calculului fotonic de azi: dacă lumina e un sistem cuantic, atunci rețelele neuronale pot fi purtate și prelucrate de fotoni, nu de electroni, cu viteză aproape de lumină și cu consum de energie mult mai mic decât al cipurilor clasice.