کامپیوتر کوانتومی رکوردشکن با بیش از ۱۰۰۰ کیوبیت

شرکت آمریکایی Atom Computing اولین کامپیوتر کوانتومی با ۱۱۸۰ کیوبیت را می‌سازد که می‌تواند دقت دستگاه را بهبود بخشد.

بزرگترین کامپیوتر کوانتومی ساخته شده توسط Atom Computing. عکس: Atom Computing — بزرگترین کامپیوتر کوانتومی ساخته شده توسط Atom Computing. عکس: *Atom Computing*

اولین کامپیوتر کوانتومی جهان بیش از دو برابر رکورددار قبلی جهان، Osprey شرکت IBM (با ۴۳۳ کیوبیت)، بیت کوانتومی (کیوبیت) دارد. در حالی که کیوبیت‌های بیشتر لزوماً به معنای عملکرد بهتر نیستند، تعداد زیاد کیوبیت‌ها برای کامپیوترهای کوانتومی بدون خطای آینده، برخلاف ماشین‌های تحقیقاتی پر سر و صدای امروزی، ضروری است. بزرگترین کامپیوترهای کوانتومی، مانند کامپیوترهای IBM و گوگل، از مدارهای ابررسانا که تا دماهای بسیار پایین خنک شده‌اند، استفاده می‌کنند. اما نیو ساینتیست در ۲۴ اکتبر گزارش داد که این ماشین رکوردشکن از استارتاپ کالیفرنیایی Atom Computing، ۱۱۸۰ کیوبیت دارد و از اتم‌های خنثی که توسط لیزرها در یک شبکه دو بعدی نگه داشته می‌شوند، استفاده می‌کند.

به گفته راب هیز، مدیرعامل شرکت Atom Computing، یکی از مزایای این طراحی این است که به راحتی می‌توان سیستم را مقیاس‌بندی کرد و کیوبیت‌های بیشتری را به شبکه اضافه کرد. هر کامپیوتر کوانتومی مفید آینده که بدون خطا باشد (ویژگی‌ای که تحمل خطا نامیده می‌شود) به حداقل ده‌ها هزار کیوبیت تصحیح خطا نیاز دارد که به موازات کیوبیت برنامه‌نویسی کار می‌کنند.

هیز توضیح می‌دهد: «اگر ما فقط ده‌ها کیوبیت را افزایش دهیم، مانند اکثر سیستم‌های ابررسانا و تله یونی امروزی، رسیدن به دوران ماشین‌های مقاوم در برابر خطا زمان بسیار زیادی طول خواهد کشید. با رویکرد اتم خنثی، می‌توانیم خیلی سریع‌تر به آنجا برسیم.» به گفته وی، تیم محاسبات اتم قصد دارد هر دو سال تعداد کیوبیت‌های موجود در دستگاه را حدود 10 برابر افزایش دهد.

برخلاف بیت‌های رایانه‌های معمولی که یا ۱ هستند یا ۰، کیوبیت‌ها متنوع‌ترند و بسته به نحوه ساختشان، طیف وسیعی از ویژگی‌های مختلف را دارند. اتم‌های خنثی برای درهم‌تنیدگی کوانتومی، یک اثر کوانتومی عجیب که در آن دو کیوبیت به هم متصل شده‌اند و می‌توانند حتی در فواصل بسیار دور بر یکدیگر تأثیر بگذارند، مناسب‌تر هستند. آن‌ها همچنین پایدارتر هستند. کیوبیت در رایانه Atom Computing از فروپاشی حالت کوانتومی جلوگیری می‌کند و بنابراین تقریباً به مدت یک دقیقه به تحمل خطا دست می‌یابد. در مقایسه، رایانه Osprey شرکت IBM زمان اتصال کیوبیتی تنها ۷۰ تا ۸۰ میکروثانیه دارد.

زمان همدوسی طولانی از اتم ایتربیم ناشی می‌شود که هیز و همکارانش به عنوان یک کیوبیت از آن استفاده کردند. اکثر ماشین‌های اتم خنثی از الکترون‌های اتم به عنوان عناصر کوانتومی برای انجام محاسبات استفاده می‌کنند، اما آنها به راحتی توسط لیزرهای قدرتمندی که برای نگه داشتن آنها در جای خود استفاده می‌شوند، مختل می‌شوند. با ایتربیم، محققان توانستند از یک ویژگی کوانتومی هسته اتم به نام اسپین (تکانه زاویه‌ای ذاتی ذره) استفاده کنند که کمتر مستعد اختلال است. به گفته بن بلوم، محقق محاسبات اتم، هسته به اندازه الکترون با محیط خارجی خود تعامل ندارد.

از آنجا که کیوبیت‌ها ویژگی‌های بسیار متفاوتی دارند، مقایسه آنها بین ماشین‌های مختلف دشوار است. با این حال، بلوم گفت که ماشین شرکت Atom Computing قدرت پردازشی مشابه کامپیوتر IBM دارد. این تیم امیدوار است که این کامپیوتر را سال آینده برای کاربردهای محاسبات ابری در دسترس مشتریان قرار دهد.

آن خنگ (طبق گفته دانشمند جدید )

لینک منبع