گوگل مدعی دستیابی به برتری کوانتومی شد

پایگاه خبری / تحلیلی نگام، مقاله‌ای علمی که در وب‌سایت ناسا منتشر شده است از دستیابی گوگل به برتری کوانتومی خبر می‌دهد. این اتفاق که نقطه عطفی در رایانش کوانتومی به حساب می‌آید، توان محاسباتی رایانه‌ها برای فعالیت‌های پیچیده را وارد مرحله تازه‌ای خواهد کرد. برتری کوانتومی (Quantum Supremacy) به این معنی است که یک رایانه کوانتومی قادر است محاسبه‌ای را انجام بدهد که سایر رایانه‌ها، حتی قوی‌ترین ابَررایانه‌های فعلی، امکان پردازش آن را در زمان معقول ندارند.

این خبر اولین بار در روزنامه فایننشال تایمز منتشر شد. به ادعای این روزنامه، مقاله منتشر‌شده در سایت ناسا اندکی پس از انتشار حذف شد، اما فایننشال تایمز نسخه‌ای از آن را در اختیار دارد.

شرکت‌های بزرگی مانند گوگل، آی‌بی‌ام، اینتل و مایکروسافت سال‌هاست روی طرح ساخت رایانه‌های کوانتومی کار می‌کنند. ساختار این نوع جدید از رایانه‌ها با رایانه‌های سنتی کاملا متفاوت دارند. ادعای دستیابی به برتری کوانتومی هنوز به‌طور رسمی اعلام نشده است، اما دانشمندها و متخصص‌های این حوزه مدت‌هاست منتظرند گوگل رایانه‌ای کوانتومی با چنین توانی تولید کند.

رایانه‌هایی که امروزه استفاده می‌شود سیستم‌هایی‌اند که مساله‌ها را به واحدهای کوچک دو‌ـ‌دویی (صفر و یک) تقسیم می‌کنند که به آن‌ها بیت گفته می‌شود. حل مساله‌ در این رایانه‌ها بر پایه قواعد منطق است. اما رایانه‌های کوانتومی مبتنی بر بیت‌های کوانتومی‌اند که به آن‌ها کیوبیت (Qubit) گفته می‌شود. کیوبیت‌ها نیز کلیدهایی د‌و‌ـ‌دویی به حساب می‌آیند اما تفاوتشان این‌جاست که از قوانین ذرات زیر‌اتمی پیروی می‌کنند که به «مکانیک کوانتوم» معروف است.

گفته می‌شود این ساختار به رایانه‌های کوانتومی امکان می‌دهد مساله‌هایی را حل کنند که رایانه‌های معمولی توان انجام آن در زمان معقول را ندارند، مساله‌هایی مانند رمزنگاری و مدل‌سازی مولکول‌ها. اما دستیابی به این هدف کار آسانی نیست. حفظ عملکرد کیوبیت‌ها برای مدت زمان مناسب چالشی است که تا‌کنون محقق‌ها را از دستیابی به هر‌گونه شتاب کوانتومی باز‌داشته است.

فایننشال تایمز با استناد به مقاله علمی گوگل می‌گوید پردازنده کوانتومی این شرکت قادر است محاسبه‌ای را که پیشرفته‌ترین ابَر‌رایانه فعلی ــ سامیت (Summit) متعلق به شرکت آی‌بی‌ام ــ برای انجامش حدود ۱۰ هزار سال زمان نیاز دارد در مدت ۳ دقیقه و ۲۰ ثانیه انجام دهد. گوگل هنوز به انتشار این خبر واکنشی نشان نداده است.

درباره محاسبه‌ای که این رایانه کوانتومی انجام داده است جزییات چندانی در دست نیست. اما محاسبه‌های پیشنهادی قبلی برای مقایسه توان پردازشی رایانه‌های سنتی و کوانتومی در زمینه شبیه‌سازی تصادفی مدار کوانتومی بوده است.

گوگل مدت‌هاست که دارد پردازنده‌ ۷۲ کیوبیتی ویژه‌ای به نام بریستلکون (Bristlecone) را با هدف دستیابی به برتری کوانتومی آزمایش می‌کند. اما به گزارش فایننشال تایمز، گوگل در آزمایش برتری کوانتومی‌اش از پردازنده‌ای ۵۳ کیوبیتی به نام سیکامور (Sycamore) استفاده کرده است.

هر‌چند چنین اتفاقی را می‌توان رویدادی بزرگ در زمینه مقایسه رایانه‌های سنتی با رایانه‌های کوانتومی به حساب آورد، هنوز تا بهره‌مندی از فواید کوانتومی راه درازی در پیش است.

جیمز کلارک، مدیر واحد سخت‌افزارهای کوانتومی شرکت اینتل، آزمایش گوگل را دستاوردی مهم می‌داند، اما در عین حال معتقد است دستیابی به رایانه‌های کوانتومی تجاری نیازمند پیشرفت‌های متعدد در حوزه‌های گوناگون فناوری است.

از طرفی، احتمال دارد دانشمندان حوزه علوم رایانه نتایج آزمایش گوگل را رد کنند. اگر بررسی نتیجه محاسبه رایانه کوانتومی برای ابَررایانه‌های فعلی ۱۰ هزار سال به طول بینجامد، از کجا می‌توان مطمئن بود که پاسخ رایانه کوانتومی به مساله درست است؟