آی‌بی‌ام نمونه اولیه‌‌ای از پردازنده تجاری کوانتومی رونمایی کرد

تیم‌های تحقیقاتی در اقصا نقاط جهان به دنبال آن هستند بر بحران پردازش حجم عظیمی از داده‌ها غلبه کنند. این‌گونه به نظر می‌رسد که پردازنده‌های کوانتومی کلید حل این مشکل هستند. آی‌بی‌ام نزدیک به یک سال پیش به توسعه‌دهندگان سراسر جهان اجازه داده از یک بستر کوانتومی محدود برای آزمایش پروژه‌های خود استفاده کنند. حال این شرکت موفق شده است یک نمونه اولیه از اولین پردازنده تجاری کوانتومی را آماده کند. پردازنده‌ای که ممکن است سرآغازی بر یک تحول بزرگ باشد و نسل جدیدی از پردازنده‌ها را معرفی کند. نمونه اول این پردازنده به 16 کوبیت کوانتومی تجهیز شده و این پتانسیل را دارد تا قدرت پردازشی سرورهای کلاود آی‌بی‌ام را به شکل بی سابقه‌ای افزایش دهد. اما نمونه دوم این پردازنده که قرار است به بازارهای تجاری عرضه شود دو برابر قدرتمندتر از نمونه اولیه است.

کامپیوترهای کوانتومی به لطف قدرت جادویی مکانیک کوانتوم این توانایی را دارند در بعضی موارد به لحاظ نمایی سریع‌تر و قدرتمند از کامپیوترهای کلاسیک محاسبات را انجام دهند. در کامپیوترهای امروزی یک بیت از اطلاعات قادر است یکی از دو مقدار صفر یا یک را به خود اختصاص دهد. اما در کامپیوترهای کوانتومی هر بیت این توانایی را دارد تا به‌طور همزمان مقادیر صفر، یک یا هر دو را داشته باشد. هر چقدر بر تعداد کوبیت‌ها افزوده شود؛ به همان نسبت توان پردازشی به شکلی تصاعدی بیشتر می‌شود. به عبارت دقیق‌تر دو بیت چهار وضعیت 00، 01، 11 و 10 را از آن خود می‌کنند. اما دو کوبیت قادر هستند این چهار وضعیت را در  یک لحظه نشان دهند. به عبارت دیگر، یک کامپیوتر کوانتومی این توانایی را دارد تا چهار حالت را به‌طور همزمان مورد پردازش قرار دهد. در حالی که یک کامپیوتر کلاسیک باید این پردازش‌ها را به نوبت انجام دهد. همین موضوع به کامپیوترهای کوانتومی اجازه داده است تا حجم بسیار عظیمی از اطلاعات را به‌طور همزمان پردازش کنند.

مطلب پیشنهادی

مقدمه پرونده ویژه کامپیوترهای کوانتومی

کوانتوم محدودیت‌ها را درهم می‌شکند

آی‌بی‌ام در حال حاضر یک کامپیوتر کوانتومی 5 کوبیتی را روی یک زیرساخت ابری میزبانی می‌کند. کامپیوتری که توان محاسباتی آن برابر با 32 بیت کلاسیک است. اما توان پردازشی پردازنده 16 کوبیتی جدید معادل 65536 بیت کلاسیک است. این پردازنده به توسعه‌دهندگان و پژوهشگران اجازه خواهد داد آزمایش‌های بسیار پیچیده‌تری را با آن انجام دهند. نسخه دوم این پردازنده که قرار است برای بازار مصرفی ساخته شود به لطف بهبود معماری و مواد به کار رفته در آن به 17 کوبیت مجهز خواهد بود. به‌طوری که قدرت محاسباتی آن دو برابر بیشتر از پردازنده 16 کوبیتی است که در زیرساخت ابری این شرکت مورد استفاده قرار خواهد گرفت. این دستگاه که در اصل به عنوان یک نمونه اولیه ساخته شده اولین سامانه کوانتومی تجاری است که بخش تحقیق و پژوهش شرکت آی‌بی‌ام موسوم به کیو موفق شده است آن‌را طراحی کند.

مطلب پیشنهادی

ابرماشین محاسباتی

کامپیوتر کوانتومی در ابعادی فراتر از یک زمین فوتبال ساخته خواهد شد

این پردازنده بر اساس نقشه راهی که این شرکت به منظور توسعه کامپیوترهای کوانتومی در مقیاس انبوه و عمومی تدوین کرده آماده شده است. آرویند کریشنا، مدیر بخش تحقیقات و کلاود هیربدی آی‌بی‌ام در این ارتباط گفته است: «بهبود فرآیندهای مهندسی به شکل کاملا محسوسی باعث شده است تا امروزه شاهد تولید چنین پردازنده‌هایی باشیم. در حالی که در گذشته ساخت یک کامپیوتر کوانتومی 5 کوبیتی یک دستاورد بزرگ به شمار می‌رفت، اما مهندسان ما موفق شدند با پیاده‌سازی تغییراتی در نوع معماری پردازنده و موادی که در ساخت آن استفاده شده است، این مدل پردازنده‌ها را آماده کنند. پردازنده‌هایی که در آینده این پتانسیل را دارند تا به توان 50 کوبیت دست پیدا کنند. دستیابی به چنین توان پردازشی بالایی به ما اجازه می‌دهد به سراغ برنامه‌های جدیدتر رفته و مرزهای کاملا جدیدی که روزگاری به واسطه توان محدود کامپیوترهای کلاسیک دست نیافتنی بودند را  فتح کنیم.» آی‌بی‌ام گفته است از این پس هدف این شرکت در زمینه محاسبات کوانتومی بهبود تمامی جنبه‌های کامپیوترهای کوانتومی است. به‌طوری که ضریب خطای خروجی این پردازنده‌ها را کاهش داده و ضمن آن‌که تعداد کوبیت‌ها را افزایش می‌دهد، نحو اتصال کوبیت‌ها به یکدیگر را بهبود بخشید و به طبع آن ضریب خطای بازگشتی را نیز بهبود بخشد.