آی بی اِم در چند قدمی رسیدن به رایانش کوانتومی است

 از سال‌های گذشته بسیاری از کمپانی‌های فعال در زمینه‌ی تولید پردازنده‌ها تحقیقات خود را برای یافتن روش‌های جدیدی به منظور تولید پردازنده‌های قدرتمند‌ آغاز کرده‌‌اند. پیش‌بینی‌ها نشان از این دارند که عمر قانون مور رو به اتمام است و محدودیت‌های فیزیکی سیلیکون امکان افزایش تعداد ترانزیستورها را نخواهد داد. گمانه‌ها دوام قانون مور را حداکثر تا ۱۰ سال دیگر پیش‌بینی می‌کنند. براساس قانون مور، تعداد ترانزیستورها تقریبا در هر بازه‌ی دو ساله به دو برابر افزایش خواهد یافت. محققان برای کنترل سایز و همچنین مصرف انرژی پردازنده‌ها، راهکار‌های متعددی را در پیش گرفته‌اند که کاهش لیتوگرافی ویفرها از جمله‌ی این روش‌ها است. انتظار می‌رود تولید پردازنده‌ها مبتنی بر لیتوگرافی ۷ نانومتر پایانی بر قانون مور باشد. همانطور که اشاره کردیم کمپانی‌ها برای فرار از این بن بست، سرمایه‌گذاری گسترده‌ای را انجام داده‌اند؛ یکی از روش‌های در پیش گرفته شده استفاده از رایانش کوانتومی است.

آی بی ام یکی از کمپانی‌هایی است که نه‌تنها در این مورد، بلکه در مورد روش‌های دیگر برای دست یافتن به فناوری ساخت پردازنده‌های قدرتمند سرمایه‌گذاری کرده است. به نظر می‌رسد بیگ بلوی (Big Blue) سابق فاصله‌ی چندانی با دست یافتن به فناوری ساخت کامپیوتر‌های مبتنی بر رایانش کوانتومی ندارد. براساس اطلاعات ارائه شده دانشمندان در این کمپانی موفق شده‌اند تا راهی را برای تشخیص خطاهای فازی و بیتی بصورت همزمان بیابند. دانشمندان علاوه بر دست یافتن به مکانیزم تشخیص خطا، موفق به طراحی مدار بیت کوانتومی به شکل مربع شده‌اند که می‌توان از آن در ابعاد بزرگ‌تر استفاده کرد.

آرویند کریشنا، قائم مقام ارشد و مدیر اجرایی بخش تحقیقات آی بی ام در این خصوص چنین اظهار نظر کرده است:

رایانش کوانتومی انقلاب بزرگی را در صنعت کامپیوتر ایجاد خواهد کرد. با استفاده از قدرت محاسباتی حاصل از بکارگیری کامپیوترهای مبتنی بر رایانش کوانتومی، راه برای حل مسائلی که یافتن راه حل آن‌ها غیرممکن یا با استفاده از امکانات موجود غیرعملی است، باز خواهد شد. یکی از معمول‌ترین کاربردهایی که برای بکارگیری رایانش کوانتومی پیش‌بینی می‌شود، استفاده از این قابلیت برای رمزنگاری است؛ حال آنکه می‌توان از فناوری رایانش کوانتومی برای حل مسائلی در حوزه‌ی فیزیک یا شیمی اشاره کرد که در حال حاضر غیرممکن به نظر می‌رسند. نتیجه‌ی استفاده از قدرت رایانش کوانتومی در این حوزه‌ها، کشف مواد جدید و همچنین ایجاد داروهای جدیدتر و به مراتب موثرتری است.

ایجاد مکانیزمی برای خطایابی در یک سیستم کامپیوتری بزرگ و قابل اعتماد از جمله‌ی مهم‌ترین بخش‌هایی است که باید در طراحی در نظر داشت. تاکنون دانشمندان تنها قادر بودند یک خطای فازی با بیتی را در آن واحد تشخیص دهند؛ اما متخصصان آی بی اِم موفق به طراحی مداری شده‌اند که قادر است دو نوع خطای فازی و بیتی را در آن واحد تشخیص دهد. دانشمندان در کمپانی آی بی اِم مداری مبتنی بر شبکه‌ی مربعی شامل چهار کوبیت ابررسانا با دمای بسیار پایین طراحی کرده‌اند که روی تراشه‌ای به اندازه‌ی کمتر از ۴ میلی‌متر مربع جای گرفته است. استفاده از ساختار مربعی کلید حل معمای تشیص خطاها در کامپیوترهای کوانتومی است. پیش از این هیچ یک از سیستم‌های خطی طراحی شده توانایی سیستم جدید را نداشتند. با اضافه شدن کوبیت‌های بیشتر می‌توان مقیاس و اندازه‌ی این مدار را نیز متناسب با سیستم طراحی کرد.

جی گامبتا، مدیر تیم رایانش کوانتومی آی بی اِم در این خصوص چنین اظهار نظر کرده است:

تاکنون دانشمندان تنها قادر بودند تا در یک لحظه‌ی منحصر بفرد یکی از خطاهای بیتی یا فازی را تشخیص دهند و امکان تشخیص این دو خطا در آن واحد وجود نداشت. تلاش‌های پیشین انجام شده در رابطه با تشخیص این خطا روی معماری خطی متمرکز شده بود که طبق آن تمرکز روی خطاهای بیتی بوده و اطلاعات ناقصی در مورد وضعیت فازی سیستم به دست می‌آمد. اما سیستم چهار کوبیتی که توسط ما طراحی شده قادر است هر دو نوع خطا را تشخیص دهد. حتی می‌توان از این سیستم در مقیاس بزرگ‌تر نیز استفاده کرد.

براساس اطلاعات ارائه شده مرحله‌ی بعدی برای آی بی اِم ایجاد کوبیت‌ها با درصد خطای کمتر است. پس از عبور موفقیت‌آمیز از این مرحله می‌توان یک کامپیوتر کوانتومی طراحی کرد که قدرت خارق‌العاده‌ای داشته باشد. بر این اساس می‌توان با استفاده از ۵۰ کوبیت، ابر کامپیوتری ساخت که ۵۰۰ سوپر کامپیوتری کنونی جهانی نیز در حال فعالیت ترکیبی با یکدیگر نمی‌توانند با قدرت این کامپیوتر کوانتومی برابری کنند.

نظر شما در این خصوص چیست؟