کارشناسان فکر میکنند که طی چند دههی آینده، رایانههای کوانتومی جایگزین رایانههای «کلاسیک» روی میز ما خواهند شد و زندگی ما را متحول خواهند کرد.
اعتقاد بر این است که با استفاده از اثرات عجیب فیزیک کوانتوم، این رایانهها قادر خواهند بود یادگیری ماشینی را سرعت بخشند، تغییرات آب و هوایی را حل کنند و داروهای جدید کشف کنند.
اکنون، گوگل ادعا میکند که با دستیابی به «برتری کوانتومی» در حل مشکلاتی که هیچ دستگاه کلاسیکی قادر به انجام آن نیست به نقطه عطفی در تلاش برای ساخت چنین رایانهای دست یافته است.
این غول فناوری میگوید یک رایانه کوانتومی ساخته است که قادر به انجام محاسباتی است که حتی سریعترین رایانههای موجود امروزی نیز ۴۷ سال باید روی حل آن زمان بگذارند.
گوگل در سال ۲۰۱۹ گفته بود که به برتری کوانتومی دست یافته است، اگرچه در آن زمان این ادعا توسط مخالفان مورد سوال قرار گرفت.
آیبیام (IBM)، شرکت رقیب خاطرنشان کرد که کاری که رایانه کوانتومی Sycamore Google قادر به انجام آن بود، کار دشواری نبود و از نظر فنی میتوانست توسط یک دستگاه کلاسیک هر چند کندتر انجام شود.
چهار سال بعد، محققان گوگل ادعا کردند که دستگاه قدرتمندتری با قابلیتهایی فراتر از رایانههای کلاسیک ایجاد کردهاند و به عبارت دیگر به برتری کوانتومی دست یافتهاند.
هنوز مشخص نیست که توسعه رایانهی کوانتومی چقدر هزینه دارد.
این تیم در مقالهی خود که در سرور پیش از چاپ arXiv منتشر شده است، میگویند: رایانههای کوانتومی نوید اجرای وظایفی فراتر از توانایی رایانههای کلاسیک را میدهند.
ما هزینهی محاسباتی را در برابر روشهای کلاسیک بهبود یافته تخمین میزنیم و نشان میدهیم که آزمایش ما فراتر از تواناییهای ابررایانههای کلاسیک موجود است.
فناوری کوانتومی از اثرات فیزیک کوانتومی برای سرعت بخشیدن به فرآیند پردازش اطلاعات استفاده میکند که میتواند به قدرتمندترین رایانه روی زمین منجر شود.
حتی پتانسیل سریعترین رایانههایی که امروزه وجود دارند مانند ابررایانه Frontier در تنسی با رایانههای کوانتومی برابری ندارند.
این رایانههای «معمولی» یا «کلاسیک» از زبان پردازش کد باینری استفاده میکنند، زبانی که مبتنی بر یکی از دو حالت صفر یا یک است.
اما مکانیک کوانتومی به یک واحد اطلاعات کوانتومی یک بیت کوانتومی یا «کیوبیت» اجازه میدهد تا در حالت صفر، یک یا هر دو به طور همزمان باشد.
به گفتهی گوگل، جدیدترین نسخه پردازندهی کوانتومی Sycamore آن ۷۰ کیوبیت را اجرا میکند، که بیشتر از نسخه قبلی Sycamore که ۵۳ کیوبیت را اجرا میکرد، است.
یک پردازندهی کوانتومی با ۷۰ کیوبیت به این معنی است که میتواند ۷۰ بیت کوانتومی اطلاعات را ذخیره و پردازش کند. کاری که برای یک رایانه کلاسیک هر چند سریع یا کند غیرممکن است.
برای درک بهتر این افزایش قدرت، محققان میگویند که برای Frontier تنها ۶.۱۸ ثانیه طول میکشد تا با محاسبهای که توسط رایانه ۵۳ کیوبیتی گوگل انجام میشود برابری کند، اما ۴۷.۲ سال طول میکشد تا با آخرین نسخه آن مطابق باشد.
شرکت آیبیام هنوز در مورد فعالیت جدید گوگل اظهار نظری نکرده است، اما استیو بریرلی (Steve Brierley)، مدیر اجرایی شرکت کوانتومی ریورلین مستقر در کمبریج، به تلگراف گفت که کار جدید گوگل یک «نقطه عطف بزرگ» است.
با این حال، سباستین ویدت (Sebastian Weidt)، از گروه فناوری یون کوانتومی دانشگاه ساسکس بسیاری از انتقادات سال ۲۰۱۹ را تکرار کرد و گفت که گوگل هنوز یک حل مسئله مفید با کوانتوم را نشان نداده است.
ویدت گفت: این یک نمایش بسیار خوب از مزیت کوانتومی است. اگرچه الگوریتم مورد استفاده از نظر علمی یک موفقیت بزرگ به حساب میآید اما در دنیای واقعی کاربردهای عملی ندارد.
ما باید به محاسبات کوانتومی سودمند برسیم. دورانی که رایانههای کوانتومی با هزاران کیوبیت در واقع شروع به ارائه ارزش به جامعه میکنند به گونهای که رایانههای کلاسیک هرگز قادر به ارائه آن نیستند.
گام مهم بعدی ساخت رایانهی کوانتومی است که بتواند خطاهای ذاتی در عملکرد خود را تصحیح کند.
دانشگاه ساسکس در کنار شرکتهای بزرگ فناوری مانند گوگل، آیبیام و مایکروسافت، مسئولیت ساخت یک رایانهی کوانتومی را بر عهده دارد.
در نهایت، هدف ساخت یک رایانهی کوانتومی تجاری است که عموم مردم بتوانند آن را خریداری کنند.
