با مزایای رو به رشد محاسبات کوآنتومی آشنا شوید

همزمان با آشکار شدن محدودیت‌های نظری رویکرد قدیمی محاسبات، محاسبات کوآنتومی اولین گام‌های خود را به سوی دنیای واقعی و خارج از محیط آزمایشگاه برمی‌دارد.

دلیل اهمیت

دنیای مدرن برپایه‌ی پیشرفت‌های خارق‌العاده‌ در محاسبات خلق شده است؛ اما با آهسته شدن سرعت این پیشرفت، کامپیوترهای کوآنتومی می‌توانند عرصه را در دست بگیرند،دنیای محاسبات را وارد عصر جدیدی کنند و مزایایی عالی برای شرکت‌ها و کشورهای پرچم‌دار این فناوری به ارمغان آورند.

اخبار جدید

یک تیم تحقیقاتی از چین مقاله‌ای در ژورنال Scienceمنتشر کرد؛ طبق این مقاله، می‌توان به کمک مکانیک کوآنتومی، محاسباتی که انجامشان با ماشین‌های قدیمی چند میلیارد سال به طول می‌انجامید را در عرض چند دقیقه انجام داد.

• از نظر تیم پژوهشی مربوطه، کاربرد کامپیوترهای کوآنتومی فوتونیک (رویکردی متفاوت از سایر روش‌های این حوزه) نشان‌دهنده‌ی مزیت بی‌چون و چرای محاسبات کوآنتومی است. دلیل این مزیت، قابلیت حل مسائلی است که حلشان با استفاده از کامپیوترهای قدیمی غیرممکن بود.
• کریستین ویدبروک، مدیرعامل شرکت محاسبات کوآنتومی Xanadu، معتقد است: «یافته‌های این پژوهش به خوبی نشان می‌دهند که با فناوری محاسبات کوآنتومی چه کارهایی می‌توان انجام داد.» شرکت زنادو در حال حاضر روی ساخت ماشین‌های مبتنی بر فوتون کار می‌کند.

دستاورد جدید

سال گذشته، تیمی از شرکت گوگل یک کامپیوتر کوآنتومی ساخت. این پژوهشگران معتقدند که به تعالی کوآنتومی دست یافته‌اند، زیرا این دستگاه قادر است طی چند دقیقه محاسباتی انجام دهد که حل آن برای قدرتمندترین ابرکامپیوترها 10 هزار سال طول می‌کشد.

• کامپیوتر کوآنتومی گوگل، بر خلاف دستاورد تیم چینی، قابل برنامه‌نویسی بود. علاوه بر این، همانطور که ویدبروک اشاره کرده است هر کامپیوتری باید ذاتاً قابل برنامه‌نویسی باشد. این موضوع به نوعی، نقدی بر کار تیم چینی به شمار می‌رود.
• اما دستاوردهای تیم گوگل توسط دیگر فعالان حوزه‌ی محاسبات کوآنتومی به چالش کشیده شده است. فعالین این حوزه معتقدند اگر ابرکامپیوترها الگوریتم بهتری داشته باشند،این محاسبات را سریع‌تر از کامپیوترهای کوآنتومی این شرکت انجام می‌دهند.

نکته‌ی مهم

تفاوت دیدگاه‌ها و این واقعیت که فعالان حوزه‌ی کوآنتوم نمی‌دانند این دستاورد را تعالی کوآنتومی بخوانند یا آن را صرفاً یک برد دیگر در نظر بگیرند، نشان می‌دهد محاسبات کوآنتومی هنوز یک فناوری نوظهور است.

• به گفته‌ی باب سورنسون، تحلیلگر تیم تحقیقاتی هیپریون، ارزش بازار جهانی محاسبات کو‌‌‌‌آنتو‌‌‌می در سال 2019 چیزی حدود 250 میلیون دلار بود؛ عددی که از درآمد حاصل از تبلیغات شرکت چندملیتی Alphabet در یک روز کمتر بود. با این حال، پیش‌بینی می‌شود این عدد در سال‌های آینده رشد سریع‌تری داشته باشد.

بحث کاربردی

نشانه‌های زیادی حاکی از این هستند که پیشرفت‌های محاسبات کوآنتومی در محیط آزمایشگاهی در حال راه پیدا کردن به محصولات معنادار تجاری (به خصوص در حوزه‌ی محاسبات ابری)هستند.

• اوایل این هفته، شرکت زانادو همکاری خود با خدمات وب آمازون (AWS) را اعلام کرد؛ در نتیجه‌ی این مشارکت، کتابخانه‌ی کوآنتومی متن‌باز PennyLaneرویAWSقرار خواهد گرفت. ویدبروک معتقد است این گام اثبات می‌کند که کوآنتوم می‌تواند کاربرد تجاری هم داشته باشد.
• هفته‌ی گذشته، IBM روی یکی از سیستم‌های خود به حجم کوآنتومی جدیدی دست یافت؛ حجم کوآنتومی یکی از رایج‌ترین و موردتأییدترین معیارهای عملکرد محاسبات کوآنتومی است.
• شرکت محاسبات کوآنتومی کمبریج انگلستان روز چهارشنبه‌ی همین هفته45 میلیون دلار سرمایه جذب کرده است، که بالاترین رقم بین شرکت‌های نرم‌افزاری می‌باشد.

نتیجه

در کنفرانس Q2B20، اریک اشمیت، مدیرعامل سابق گوگل، به همکارم در مؤسسه‌ی Axios، کیا کوکالیچوا، گفت: «حال که می‌دانیم این اتفاقات طی پنج تا هفت سال آینده رخ خواهد داد، زمان آن است که به آماده‌سازی پلتفرم‌های کوآنتومی بپردازیم. بدین ترتیب اتفاقات خارق‌العاده‌ای در انتظارمان خواهد بود.»

جزئیات

قدرت واقعی محاسبات کوآنتومی به توانایی آن در بهینه‌سازی و شبیه‌سازی برخی از سخت‌ترین مسائل لوجیستیک و علوم مواد برمی‌گردد.

• طبق توضیحات مت لنین در کنفرانس Q2B20: «کامپیوترهای قدیمی رویکردی قطعی دارند و به صورت سری (متوالی) عمل می‌کنند، بدین معنی که احتمالات را یک به یک، پشت سر هم آزمایش می‌کنند. اما کامپیوترهای کوآنتومی به صورت احتمالی و همزمان (موازی) عمل می‌کنند.»
• مکانیک کوآنتوم موتور محرکه‌ی فیزیک است؛ به همین دلیل، کامپیوترهای کوآنتومی باید در شبیه‌سازی واقعیت، عملکرد بسیار بهتر و دقیق‌تری داشته باشند. مایکل مارتالر، مدیرعامل شرکت شبیه‌سازی‌های کوآنتومی HQS، در یکی از پنل‌های کنفرانس Q2B20 گفت: «اگر می‌خواهید شرایط آب و هوایی را شبیه‌سازی کنید، کامپیوترهای کوآنتومی که قابلیت تصحیح خطا دارند، گزینه‌ای عالی به شمار می‌روند.»

جرقه‌ی محرکه

وقتی قانون مور و پیش‌بینی آن مبنی بر این‌که تراشه‌های کامپیوتری رشدی مداوم خواهند داشت و قوی‌تر و قوی‌تر خواهند شد سرانجام رو به افول رود، نوبت به شکوفایی محاسبات کوآنتومی خواهد رسید.

مقصد

محاسبات کوآنتومی تجاری اساساً روی فضای ابری انجام می‌گیرند. ویدبروک معتقد است: «بخشی از این موضوع بدین خاطر است که ساخت کامپیوترهای کوآنتومی که از طریق اینترنت در دسترس هستند از فروش تکی آن‌ها آسان‌تر است.»

• سامانه‌های ابری وسیع(همچون AWS یا Microsoft Azure) باشرکت‌های محاسبات کو‌‌آنتو‌می همکاری بیشتری خواهند داشت.

حرف آخر

با پیشرفت سخت‌افزارها و نرم‌افزارها، کوآنتوم حوزه‌ی محاسبات را در دست خواهد گرفت.

• اتفاقی که می‌توانیم آن را همان تعالی کوآنتومی در نظر بگیریم