پیشرفت خیره‌‌کننده‌ گوگل در رایانش کوانتومی

پژوهشگران امیدوارند که ابرپردازنده کوانتومی جدید گوگل با نام بریستلوکون (Bristlecone) بتواند با پشت سر گذاشتن رایانش سنتی به برتری کوانتومی دست پیدا کند.

آزمایشگاه Quantum AI Lab گوگل، به‌تازگی یک پردازنده کوانتومی ۷۲ کیوبیتی جدید با نام بریستلوکون، در معرض نمایش گذاشته است. گفته می‌شود این پردازنده قادر است با شکست دادن ابرکامپیوترهای کلاسیک در حل برخی از مسائل، به برتری کوانتومی دست پیدا کند.

رایانه‌های کوانتومی، توجه تمام محافل علمی را به خود معطوف کرده‌اند. اگر این رایانه‌ها در یک مقیاس به اندازه کافی بزرگ ساخته شوند، می‌توانند مسائلی را حل کنند که رایانه‌های معمولی از رویارویی با آن‌ها عاجز هستند. به همین دلیل است که غول‌های بزرگ دنیای فناوری در حال رقابتی نفس‌گیر با یکدیگر برای پیشبرد پروژه‌های رایانش کوانتومی خود هستند. برای نمونه، اینتل در ماه ژانویه، تراشه کوانتومی ۴۹ کیوبیتی خود را معرفی کرد.

جولیان کلی، پژوهشگر فعال در آزمایشگاه Quantum AI Lab، می‌گوید:

ما تقریبا امیدواریم که بتوانیم با بریستلوکون به برتری کوانتومی دست پیدا کنیم. ما بر این باوریم که اثبات تجربی فائق آمدن یک پردازنده کوانتومی بر یک ابررایانه می‌تواند لحظه‌ای تاریخی را رقم بزند و همچنان رسیدن به این نقطه جزو کلیدی‌ترین اهداف ما است.

کلی از دوره زمانی دستیابی به چنین پیشرفتی، سخنی به میان نیاورده است.

بریستلوکون جدیدترین پردازنده کوانتومی گوگل است (سمت چپ). در سمت راست، طرح‌واره‌ای از این دستگاه نشان داده شده است: هر X نمایانگر یک کیوبیت با نزدیکترین اتصال مجاور آن است.

اگر قرار باشد یک پردازنده کوانتومی، الگوریتم‌هایی را فراتر از محدوده شبیه‌سازی‌های کلاسیک اجرا کند، به تعداد زیادی کیوبیت با نرخ‌های خطای بسیار پایین در بازخوانی و عملیات منطقی نظیر گیت‌های تک یا دو کیوبیتی نیاز دارد.

هنوز محققان موفق به دستیابی به برتری کوانتومی نشده‌اند؛ اما گوگل فکر می‌کند می‌تواند این پدیده را با ۴۹ کیوبیت، با عمق مداری بیش از ۴۱ خطای دو کیوبیتی زیر ۰.۵ درصد نشان بدهد.

گوگل گفته است که دستگاه بریستلوکون ۷۲ کیوبیتی جدیدش از همان شیوه‌ای برای اتصال، کنترل و بازخوانی استفاده می‌کند که در آرایه خطی ۹ کیوبیتی قبلی استفاده می‌شود. محققان با این پردازنده جدید به دنبال دستیابی به کمترین نرخ خطای نشان داده‌شده توسط دستگاه ۹ کیوبیتی، در تمام ۷۲ کیوبیت بریستلوکون هستند. دستگاه ۹ کیوبیتی یادشده در بهترین نتایج خود، نرخ خطایی برابر با یک درصد را برای بازخوانی و به ترتیب ۰.۱ و ۰.۶ درصد را برای گیت‌های تک کیوبیتی و دو کیوبیتی از خود نشان داده است.

پژوهشگر آزمایشگاه Quantum AI Lab در ادامه می‌گوید:

ما معتقدیم که بریستلوکون می‌تواند یک اثبات قانع‌کننده برای ساخت رایانه‌های کوانتومی در مقیاسی بزرگ‌تر باشد. با این حال، عملیاتی کردن دستگاهی مانند Bristlecone در خطای سیستمی کم، به یک هماهنگی فراگیر میان طیفی وسیع از فناوری‌ها از نرم‌افزار گرفته تا الکترونیک و ساخت پردازنده نیاز دارد. دستیابی به چنین هدفی مستلزم مهندسی کاملا دقیق سیستم‌ها در طی چندین بار تکرار فرآیندها است.