قدرتمندترین کامپیوتر کوانتومی در دستان یک استارتاپ؛ «قارچ‌خور» کیوبیتی!

جمعی از فیزیکدانان هاروارد و MIT موفق شدند با روشی متفاوت از گوگل و IBM، قدرتمندترین کامپیوتر کوانتومی را با بیشترین تعداد کیوبیت بسازند و این دو غول دنیای فناوری را پشت سر بگذارند.

اقیانوس آبی خبر – اخبار برندها|سرانجام، فیزیکدانان دانشگاه هاروارد و MIT در استارتاپ کیواِرا کامپیوتینگ موفق شدند بهترین کاربرد رایانش کوانتومی را پیدا کنند. نه، هنوز تا حل معضل تغییرات اقلیمی و تولید دارو و باتری‌های بهتر راه درازی مانده، اما تا رسیدن آن روز می‌توانید به فایل گیف زیر نگاه کنید که طرحی از کاراکتر ماریو یا همان «قارچ‌خور» خودمان است که از کیوبیت ساخته شده است!

همتای کوانتومی

کیوبیت‌ها که همان همتای کوانتومی بیت‌ها در کامپیوترهای سُنتی هستند، در شبیه‌ساز کوانتومی ۲۵۶ کیوبیتی قابل برنامه‌ریزی این فیزیکدان‌ها می‌توانند در هر چینش هندسی که فکرش را کنید، حتی بازی تتریس، قرار بگیرند و چون توسعه‌دهندگان آن خوره بازی سوپرماریو هستند، برای نمایش قدرت پلتفرم کوانتومی خود، اتم‌ها را به شکل ماریو کنار هم قرار دادند و فایل گیفی از قدم زدن این کاراکتر محبوب را منتشر کردند.

به نوشته مجله هاروارد

این سیستم جدید به اتم‌ها اجازه می‌دهد تا در چینش‌های دوبعدی کنار هم قرار بگیرند و بدین ترتیب، اندازه قابل دستیابی کیوبیت‌های سیستم را از ۵۱ به ۲۵۶ افزایش دهند. با استفاده از انبرک‌های نوری، پژوهشگران می‌توانند اتم‌ها را در الگوهای بی‌نقص و اَشکال قابل برنامه‌ریزی مانند شبکه‌های مربعی، لانه زنبوری یا مثلثی بچینند تا بین کیوبیت‌ها برهمکنش‌های مختلفی ایجاد کنند.

استارتاپ کیوارا کامپیوتینگ (QuEra Computing) مستقر در بوستون به‌تازگی از حالت چراغ خاموش بیرون آمده تا قدرت شبیه‌ساز کوانتومی ۲۵۶ کیوبیتی قابل برنامه‌ریزی خود را به رخ بکشد. این کامپیوتر کوانتومی ویژه با روشی متفاوت از پردازنده‌های کوانتومی گوگل و IBM ساخته شده و به همین دلیل توانسته در تعداد کیوبیت، این غول‌های دنیای فناوری را پشت سر بگذارد.

یارانش کوانتومی

ده‌ها سال است که حوزه یارانش کوانتومی با هدف حل بزرگ‌ترین معضلاتی که بشر با آن‌ها دست به گریبان است، در کنترل غول‌های دنیای تکنولوژی نظیر IBM، مایکروسافت و گوگل بوده است؛ شرکت‌هایی که در رقابت جدی با یکدیگر در تلاشند تا در ساخت سیستم‌هایی با بیشترین تعداد کیوبیت از دیگری پیشی بگیرند؛ اما در چند سال اخیر، استارتاپ‌ها هم وارد رقابت شده‌اند تا بتوانند در این صنعت نوپا اما پرشتاب جایی برای خود باز کنند.

به‌تازگی، از هر دو سمت این رقابت خبرهای هیجان‌انگیزی درباره آینده رایانش کوانتومی به گوش رسید؛ IBM از جدیدترین تراشه کوانتومی خود به نام «عقاب» (Eagle) متشکل از ۱۲۷ کیوبیت رونمایی کرد و از برنامه‌هایش برای عرضه تراشه‌ای به نام «Osprey» با ۴۳۳ کیوبیت در سال ۲۰۲۲ و تراشه‌ای به نام «Condor» با ۱٬۱۲۱ کیوبیت در سال ۲۰۲۳ صحبت کرد. به گفته IBM، با عرضه این دو تراشه بشر سرانجام به آنچه از آن به عنوان «مزیت کوانتومی» یاد می‌کند، دست پیدا خواهد کرد؛ به این معنی که رایانش کوانتومی سرانجام برای حل مسائل مفید و کاربردی به کمک بشر خواهد آمد و فرایندهایی را که در کامپیوترهای کلاسیک هزاران سال طول می‌کشد، در چند دقیقه انجام خواهد داد.

معرفی تراشه ۱۲۷ کیوبیتی IBM

اما چند روز بعد از معرفی تراشه ۱۲۷ کیوبیتی IBM که ۷۳ کیوبیت بیشتر از پردازنده کوانتومی گوگل را در خود جای داده بود و از طراحی آن به عنوان «معجزه کوچک» یاد می‌شود، استارتاپ کوچکی در بوستون که توسط دانشمندان هاروارد و MIT راه‌اندازی شده بود، از حالت چراغ خاموش بیرون آمد و جزییات پروژه خود را منتشر کرد.

به گفته پژوهشگران این استارتاپ، ساخت این کامپیوتر ۲۵۶ کیوبیتی به اتمام رسیده و تاکنون از شرکت ژاپنی راکوتن، دی وان ونچرز، فرانتیرز کپیتال و چند سرمایه‌گذار دیگر، ۱۷ میلیون دلار دریافت کرده است تا این تکنولوژی را توسعه دهد.

رقابت بر سر کیوبیت‌ها

رقابت بین شرکت‌هایی که وارد حوزه رایانش کوانتومی می‌شوند، بر سر تعداد کیوبیت است؛ چرا که هرچه تعداد کیوبیت بیشتر باشد، اطلاعات بیشتری را می‌توان در آن ذخیره و پردازش کرد و بدین‌ترتیب، مسائل پیچیده‌تری را می‌توان در کوتاه‌ترین زمان حل کرد. برای درک عظمت کامپیوترهای کوانتومی و قدرت سرسام‌آور کیوبیت‌ها، قیاس IBM را در نظر بگیرید که گفت برای اینکه کامپیوترهای معمولی بتوانند به‌طور موفقیت‌آمیز، قدرت پردازنده‌ای ۱۲۷ کیوبیتی‌اش را شبیه‌سازی کنند، لازم است تعداد بیت‌های پردازنده‌شان بیشتر از تعداد اتم‌های موجود در بدن هر انسان در جهان باشد.

کار با سیستم‌های کوانتومی

در واقع، پلتفرم QuEra که سیستم کوانتومی رویش سوار است و نحوه وارد کردن و پردازش اطلاعات را تعیین می‌کند، به گونه‌ای منحصربه‌فرد ساخته شده تا جهش از چند صد کیوبیت به چند صد هزار کیوبیت را ممکن کند. درحالی‌که سیستم‌های یارانش کوانتومی گوگل و IBM از کیوبیت‌های ابررسانا و شرکت IonQ از یون‌های محبوس استفاده می‌کنند، پلتفرم QuEra از آرایه‌هایی از اتم‌های خنثی استفاده می‌کند که کیوبیت‌هایی با میزان چشمگیری از همدوسی، یعنی درجه بالایی از «کوانتومی‌بودن»، تولید می‌کنند.

بدون شک، هرچه افراد بیشتری با این سیستم‌های کوانتومی کار کنند و آن‌ها را در مصارف مختلف به کار برند، بهتر و سریع‌تر از قابلیت‌های حیرت‌انگیز آن‌ها سر در می‌آورند. البته به شرطی که تمام وقت خود را مشغول بازی تتریس کیوبیتی با این غول‌های رایانشی نباشند!