نکاتی مهم درباره پردازنده کوانتومی جدید گوگل
رایانهٔ کوانتومی ماشینی است که از پدیده‌ها و قوانین مکانیک کوانتوم برای انجام محاسباتش بهره می گیرد و با کامپیوترهای فعلی که باترانزیستورها کار می کنند تفاوت اساسی دارند. ایده اصلی که در پس کامپیوترهای کوانتومی نهفته است این است که می توان از خواص و قوانین فیزیک کوانتوم برای ذخیره‌سازی و انجام عملیات روی اطلاعات استفاده کرد. یک مدل تئوریک و انتزاعی از این ماشین ها، ماشین تورینگ کوانتومی (Quantum Turing Machine) است که کامپیوتر کوانتومی جهانی (Universal Quantum Computer) نیز نامیده می شود.
با توجه به هیاهوی پیرامون کامپیوترهای کوانتومی، شاید این سوال برایتان پیش آمده است که چرا این دسته از کامپیوترها هنوز راه خود را به خانه‌ها پیدا نکرده‌اند. عرصه‌ی رایانش کوانتومی که در آن پردازنده، پردازش طیفی از ورودی‌ها و خروجی‌ها را در یک زمان برعهده می‌گیرد، در سال‌های اخیر مسیرهای تازه‌ای را پیش روی ما گشوده است. اما کامپیوترهای کوانتومی هنوز به‌صورت عمده در زمینه‌های تحقیقاتی به‌کار برده می‌شوند. بنابراین، هنوز مسیر درازی باقی‌مانده است تا این دسته از کامپیوترها بین کاربران فراگیر یا حتی کاربردی شوند.
ما هنوز به چنین نقطه‌ای نرسیده‌ایم، اما با رونمایی گوگل از بریستلوکون (Bristlecone)، آخرین و قدرتمندترین پردازنده‌ی کوانتومی این شرکت، یک قدم به این هدف نزدیک‌تر شده‌ایم. در اینجا به شرح ۳ نکته‌ی مهم درباره‌ی پردازنده‌ی کوانتومی جدید گوگل می‌پردازیم:
بریستلوکون یک پردازنده‌ی کوانتومی ۷۲ کیوبیتی است
کیوبیت یا بیت کوانتومی واحد پایه‌ی اطلاعات در یک پردازنده‌ی کوانتومی است. هرچه پردازنده از کیوبیت بیشتری برخوردار باشد، قادر به پردازش اطلاعات بیشتری در یک زمان است و در مجموع قدرت بیشتری خواهد داشت.
IBM اخیرا از یک سیستم ۵۰ کیوبیتی رونمایی کرد؛ اما بریستلوکون از محصول IBM پیشی گرفته و به مقدار عظیم ۷۲ کیوبیت مجهز شده است.
شرکت‌های مختلفی که به دنبال ساخت سخت‌افزار کوانتومی هستند، همیشه تمایل دارند تا به مقدار کیوبیت موجود در پردازنده‌های جدیدشان افتخار کنند و هرچند مقدار کیوبیت عاملی تعیین‌کننده در عملکرد یک پردازنده‌ی کوانتومی به حساب نمی‌آید؛ اما بدون شک خصوصیت مهمی به شمار می‌رود.
بریستلوکون از نرخ خطای کمتری برخوردار است
با وجود پیشرفت‌های اخیر، کیوبیت‌های امروزی همچنان ناپایدار هستند و سخت‌افزار برای اجرای آن‌ها باید ثابت و پابرجا باشد. کامپیوترهای کوانتومی باید پردازنده‌های خود را به‌شدت خنک نگه دارند و در برابر ضربات خارجی از آن‌ها محافظت کنند. حتی سروصدای اتفاقی می‌تواند منجر به بروز خطا در کامپیوتر شود.
پردازنده‌های کوانتومی برای فعالیت در شرایط حداقلی باید از نرخ خطای کمتر از نیم درصد برای هر دو کیوبیت برخوردار باشند. بهترین نرخ خطای گوگل با بهره‌گیری از سخت‌افزار بسیار کوچک‌تر ۹ کیوبیتی، ۰.۶ درصد است. گوگل در پست وبلاگ خود به نرخ خطای بریستلوکون اشاره‌ای نکرده؛ با این حال، این شرکت به‌طور مشخص اعلام کرده است که تلاش می‌کند تا نتایج پیشین خود را بهبود ببخشد. به‌منظور کاهش نرخ خطای این کامپیوتر ۷۲ کیوبیتی، مهندسان باید دریابند چگونه نرم‌افزار، کنترل الکترونیکی و خود پردازنده می‌توانند بدون ایجاد خطا در کنار یکدیگر فعالیت کنند.
بریستلوکون یک قدم جدی در مسیر پیشرفت پردازنده‌های کوانتومی است
پژوهشگران به‌سختی مشغول فعالیت هستند تا کامپیوترهای کوانتومی را در اختیار ما قرار دهند؛ زیرا آن‌ها بر این باورند که این دستگاه‌ها بدون شک ابرکامپیوترهای کلاسیک را در زمینه‌ی عملکرد شکست می‌دهند. عبارت «برتری کوانتومی» به چشم‌اندازی اشاره می‌کند که در آن کامپیوترهای کوانتومی مسائلی را حل می‌کنند که کامپیوترهای کلاسیک از حل آن‌ها ناتوان هستند. به باور برخی از پژوهشگران، هنگامی که کامپیوترهای کوانتومی ۱۰۰ کیوبیتی از راه برسند، این اتقاق به وقوع خواهد پیوست. آن طور که گوگل در پست وبلاگ خود نوشته است، هنگامی که به این نقطه برسیم، برتری کوانتومی نقطه‌ی عطفی خواهد بود که در تاریخ این عرصه رقم می‌خورد.
بریستلوکون دقیقا ما را به این نقطه نخواهد رساند؛ اما تیم گوگل هوشیارانه امیدوار است که این پردازنده‌ی جدید بتواند این روند را تسریع کند. در نهایت نتیجه این خواهد بود که کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند سرانجام به کامپیوترهایی با «کارکرد کاربردی» تبدیل شوند.
منبع: زومیت