گوگل از «پیشرفت مهم» در ساخت کامپیوترهای کوانتومی خبر می‌دهد

جمعه ۵ اسفند ۱۴۰۱ - ۱۱:۴۰
مطالعه 2 دقیقه
طرح پردازنده تراشه چیپ آبی / Chip از نمای بالا
پژوهشگران گوگل در مقاله‌ای علمی می‌گویند یکی از مهم‌ترین چالش‌های فنی در مسیر تولید کامپیوترهای کوانتومی را پشت سر گذاشته‌اند.

گوگل مدعی دست‌یابی به پیشرفتی مهم در تصحیح خطاهایی است که به‌طور معمول در کامپیوترهای کوانتومی امروزی پدید می‌آیند. این دستاورد گوگل قدمی روبه‌جلو در حوزه‌ی رایانش کوانتومی محسوب می‌شود و احتمالاً راه را برای ساخت این کامپیوترها در تعداد بالا، هموارتر می‌کند.

یافته‌های گوگل که در مجله‌ی علمی نیچر منتشر شده‌اند، «نقطه‌ی عطفی در فرایند ساخت کامپیوتر کوانتومی پرکاربرد» محسوب می‌شوند. هارت‌مات نِوِن، رئیس تیم کوانتومی گوگل، می‌گوید تصحیح خطا «فرایندی ضروری است که تمامی فناوری‌های حوزه‌ی رایانش کوانتومی باید آن را طی کنند.»

کامپیوترهای کوانتومی برای تولید نتایج کاربردی با مشکل مواجه هستند چون بیت‌های کوانتومی (یا کیوبیت‌ها) که این کامپیوترها بر اساس آن‌ها ساخته می‌شوند، تنها برای کسر کوچکی از ثانیه می‌توانند حالت کوانتومی خود را حفظ کنند. این یعنی اطلاعاتی که در سیستمی کوانتومی رمزنگاری می‌شود، قبل از این‌که دستگاه بتواند محاسباتش را تکمیل کند، از دست می‌رود. فایننشال تایمز می‌نویسد پیدا کردن راهی برای تصحیح خطاهایی که در نتیجه‌ی این ساختار ایجاد می‌شود، سخت‌ترین چالش فنی در صنعت رایانش کوانتومی به‌حساب می‌آید.

شماری از استارتاپ‌های حوزه‌ی کوانتوم امیدوارند که در آینده‌ای نزدیک چالش‌های فنی کامپیوترهای کوانتومی از پیش رو برداشته شود. این نوع کامپیوترها محاسبات را بسیار سریع‌تر می‌کنند، اما احتمالا در نسل‌های اول، پیشرفتی جزئی نسبت‌به کامپیوترهای سنتی مشاهده خواهیم کرد.

تمامی تلاش‌هایی که تاکنون انجام شده، باعث دست‌یابی به نتایج عملی و پرکاربرد نشده است. در همین راستا گروهی از تحلیلگران عقیده دارند که تا زمان برطرف نشدن مسئله‌ی تصمیم خطا در آینده‌ی دور، کامپیوترهای کوانتومی چندان به کار نمی‌آیند.

پژوهشگران گوگل می‌گویند راهی پیدا کرده‌اند تا بتوان اطلاعات پردازش‌شده در کامپیوترهای کوانتومی را در بین چندین کیوبیت پخش کرد. این روش باعث می‌شود که چندین کیوبیت در همکاری با هم به‌عنوان سیستمی واحد عمل کنند. این یعنی حتی اگر هر کیوبیت حالت کوانتومی خود را از دست بدهد، وضعیت سیستم پایدار می‌ماند. با پایدار ماندن وضعیت سیستم، امکان انجام محاسبات فراهم می‌شود.

گوگل می‌گوید به دنبال توسعه‌ی سیستم‌های کوانتومی بسیار بزرگ‌تری است، اما در حال حاضر سیستم جدید باعث شده است نرخ خطاها به‌میزان چهار درصد پایین بیاید. پژوهشگران گوگل می‌گویند این نخستین باری است که افزایش ابعاد کامپیوتر باعث نشده نرخ خطاها نیز بالا برود.

گوگل می‌گوید بهبود نرخ خطا نتیجه‌ی تغییراتی است که در تمامی قطعات کامپیوتر کوانتومی خود اعمال کرده، از کیفیت کیوبیت‌ها تا نرم‌افزار و همچنین سیستم‌های خنک‌کننده‌ی ویژه‌ای که از آن‌ها برای رساندن دمای کامپیوتر به نزدیک صفر مطلق استفاده می‌شود. یکی از پژوهشگران گوگل می‌گوید این تغییرات باعث شد که بتوان بدون بالا بردن نرخ خطا، ابعاد سیستم را افزایش داد.

گوگل می‌گوید دستاورد جدیدش دومین مرحله از ۶ مرحله‌ای است که برای ساخت کامپیوتر کوانتومی پرکاربرد، باید آن‌ها را طی کند. مرحله‌ی بعدی اعمال بهبودهایی در تکنیک‌های مهندسی است تا بتوان با استفاده از صرفا ۱٬۰۰۰ کیوبیت یک «کیوبیت منطقی» تولید کرد که هیچ خطایی نداشته باشد.

گوگل بارها در حوزه‌ی رایانش کوانتومی به موفقیت‌های مهمی دست پیدا کرده است. این شرکت در سال ۲۰۱۹ از دست‌یابی به «برتری کوانتومی» خبر داد، یعنی وضعیتی که کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند محاسباتی را که انجام آن‌ها در کامپیوترهای سنتی غیرممکن است، پردازش کنند.

با این‌حال ادعای گوگل توسط IBM و سایر شرکت‌ها به چالش کشیده شد و تکنیک‌های برنامه‌نویسی جدیدی برای بهبود عملکرد کامپیوترهای سنتی از راه رسیدند. در شرایط فعلی هیچ شرکتی در حالت برتری کوانتومی نیست.

مطالب مشابه

نظرات

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود

درخواست ناموفق بود