خانه » مقالات » ساخت قدرتمندترین سیستم رایانش کوانتومی توسط آی‌بی‌ام
ساخت قدرتمندترین سیستم رایانش کوانتومی توسط آی‌بی‌ام
دوشنبه, ۳ شهریور ۱۳۹۹
زمان تقریبی مطالعه ۷ دقیقه
دنیای نوظهور رایانش کوانتومی به‌تازگی نقطه عطف مهمی را تجربه کرده است. آی‌بی‌ام به دستاوردی تاریخی یعنی حجم کوانتومی ۶۴ در سیستم ۲۷ کیوبیتی پیاده‌سازی‌شده نزد کلاینت دست یافت. این اتفاق برای اولین بار در یک کامپیوتر ابررسانی کوانتومی جهانی اتفاق می‌افتد که آن را به قدرتمندترین سیستم در دسترس برای کاربران تبدیل می‌کند.

در عمل حجم کوانتومی بیشتر باعث افزایش ظرفیت سیستم کوانتومی می‌شود. پژوهشگران با این حجم کوانتومی بیشتر می‌توانند از رایانش کوانتومی برای حل مشکلات دنیای واقعی در طیف متنوعی از صنایع استفاده کنند. به‌علاوه تازه در ابتدای راه قرار داریم.
در طول سال‌های اخیر آی‌بی‌ام[۱] گام‌های بسیار بلندی در حوزه رایانش کوانتومی برداشته است. طبق ادعای این شرکت هدف نهایی آن‌ها این است که می‌خواهد پیشرفته‌ترین سیستم‌های کوانتومی جهان را بسازد. آی‌بی‌ام تنها در ۴ سال اخیر در حال تولید ۲۸ کامپیوتر کوانتومی بوده که ۸ مورد از آن‌ها را در سال جاری می‌سازد. سیستم گسترده جدید در شبکه آی‌بی‌ام کیو[۲] در نسخه‌ها و بهبودهای آتی خدمات نرم‌افزاری آی‌بی‌ام کلود[۳] و همچنین در جعبه ابزار توسعه نرم‌افزار منبع باز فراپلتفرمی کیواسکیت[۴] در دسترس خواهد بود.
اگر در جریان نیستید، شبکه آی‌بی‌ام کیو «جامعه‌ای از شرکت‌های فورچون ۵۰۰، موسسه‌های دانشگاهی و پژوهشی، استارتاپ‌ها و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی ملی است که با هدف بهبود رایانش کوانتومی با آی‌بی‌ام همکاری می‌کنند». این شبکه در حال حاضر ۱۱۵ کلاینت، گروه دولتی، استارتاپ، شریک تضامنی و دانشگاه عضو با بیش از ۲۵۰ هزار کاربر ثبت‌شده در تجربه کوانتومی آی‌بی‌ام دارد.

حجم کوانتومی بیشتر ظرفیت کامپیوتر کوانتومی را افزایش می‌دهد

حجم کوانتومی مقداری است که برای اندازه‌گیری پتانسیل، قابلیت‌ها و نرخ خطای کامپیوتر کوانتومی به‌کار می‌رود. همان‌طور که گفتیم حجم کوانتومی بیشتر به کشف راه‌حل‌های کاربردی در دانشگاه و صنایع مختلف کمک می‌کند. رایانش کوانتومی پتانسیل هیجان‌انگیزی دارد، اما باید به مزیت کوانتومی دست پیدا کند تا به ابزاری کاملا کاربردی برای پژوهش تبدیل شود.
اگر به این کامپیوتر کوانتومی دست یابیم، می‌توانیم با آن، کارهای پردازش اطلاعات را بهره‌ورتر یا مقرون‌به‌صرفه‌تر از کامپیوترهای متعارف انجام دهیم. حجم کوانتومی بیشتر ما را یک گام به مزیت کوانتومی نزدیک‌تر می‌کند.
آی‌بی‌ام با استفاده از مجموعه جدیدی از روش‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری برای بهبود عملکرد کلی به این نقطه عطف رسیده است. زیربنای این بهبودها دانش قبلی و گسترده در مورد سخت‌افزار کوانتومی بود. تیم آی‌بی‌ام کیو در این مورد می‌گوید: «این روش‌های سخت‌افزار-آگاه[۵] گسترش‌پذیر هستند و باعث بهبود همه مدارهای کوانتومی می‌شوند که روی سیستم‌های کوانتومی آی‌بی‌ام قرار می‌گیرند و به بهبود تجربه‌ها و کاربردهایی منجر می‌شوند که کاربران می‌توانند از آن‌ها بهره ببرند». اگر آی‌بی‌ام با همین سرعت مسیرش را ادامه دهد، خیلی زودتر می‌تواند به هدف مزیت کوانتومی دست یابد.
جی گامبتا[۶]، عضو عالی آی‌بی‌ام و معاون آی‎‌بی‌ام کوانتوم[۷] حرف‌های مشابهی را در بیانیه رسانه‌ای زده و بیان کرده بود: «همواره در حال پیدا کردن راه‌های جدیدی هستیم تا مرزهای سیستم‌های‌مان را جابه‌جا کنیم و در نتیجه مدارهای کوانتومی بزرگ‌تر و پیچیده‌تری را عملیاتی کنیم و خیلی سریع‌تر به مزیت کوانتومی دست یابیم. رویکرد همه‌جانبه آی‌بی‌ام مسیر منحصربه‌فردی را برای توسعه اپلیکیشن‌ها، الگوریتم‌ها و مدارهای سخت‌افزار آگاهی فراهم می‌کند که همه از گسترده‌ترین و قدرتمندترین مجموعه سخت‌افزار کوانتومی صنعت بهره می‌برند».

کامپیوتر کوانتومی چیست؟

هیاهوی زیادی در مورد رایانش کوانتومی وجود دارد که البته بی‌دلیل نیست. مبنای این نوع رایانش همان قوانین حاکم بر مدیریت اطلاعات توسط اتم‌هاست. به همان صورت که کامپیوتر خانگی شما از مدارهای منطقی استفاده می‌کند، کامپیوترهای کوانتومی هم از «مدارهای کوانتومی» استفاده می‌کنند که مبنای کارشان پدیده‌های محبوب کوانتومی یعنی برهم‌نهی، درهم‌تنیدگی و تداخل است.
بدین ترتیب این سیستم‌های کوانتومی جدید می‌توانند محاسباتی را انجام دهند که حتی پیشرفته‌ترین ابررایانه‌ها هم از پس‌شان برنمی‌آیند.

سایر مقالات