30 سپتامبر 2020
یک تیم در دانشگاه آلتو فنلاند گفته است که دانشمندان دستگاهی را ایجاد کرده اند که می تواند کامپیوترهای کوانتومی فوق سریع را برای کاربردهای واقعی مهار کند.
رایانه های کوانتومی نسل جدیدی از ماشین ها هستند که از طریق انتقال انرژی بین به اصطلاح “اتم های مصنوعی” – مدارهای الکتریکی با قطعاتی در اندازه میلی متری – تغذیه می شوند.
دانشمندان بر این باورند که این دستگاه ها در نهایت قادر خواهند بود حتی از قدرتمندترین ابر رایانه های معمولی جهان نیز عملکرد چشمگیر تری داشته باشند.
اکتبر گذشته ، گوگل اعلام کرد که با ایجاد دستگاهی که در 200 ثانیه محاسبه ای را انجام می دهد که برای یک کامپیوتر کلاسیک 10 هزار سال طول می کشد ، به “برتری کوانتومی” رسیده است.
اگرچه این یک جهش قابل توجه در این زمینه بود ، اما کامپیوتر Sycamore گوگل به دلیل بروز خطاهایی در پردازش که تا حدی ناشی از کمبودهای اندازه گیری دستگاه انرژی ذخیره شده در حافظه خود بودبا مشکل مواجه شد.
توانایی اندازه گیری دقیق سطح انرژی اتمهای مصنوعی ، معروف به “کیوبیت” ، در عملکرد رایانه کوانتومی نقش اساسی دارد ، اما تاکنون این امر به مدارهای زیادی نیاز داشته است ، مقدار زیادی انرژی مصرف کرده و مستعد خطاهای ناشی از ” نویز کوانتومی “می باشد.
تیم فنلاندی ، که یافته های آن در مجله Nature منتشر خواهد شد ، کشف کردند که دستگاهی به نام بولومتر ، حاوی گرافن ، می تواند حالت انرژی کیوبیت ها را اندازه گیری کند در حالی که یک میلیون برابر انرژی کمتری مصرف می کند.
رایانه های معمولی ، حتی سریع ترین آنها ، به صورت باینری عمل می کنند: آنها با استفاده از قطعات کوچکی از داده ها که به عنوان بیت شناخته می شوند و فقط با مقادیر 1 یا 0 مطابقت دارند ، وظایف را انجام می دهند.
این بدان معنی است که حتی پیشرفته ترین ابر رایانه ها نیز با وظایفی مانند پیش بینی جریان های ترافیکی در مقیاس بزرگ ، جایی که هر اتومبیل می تواند به صورت کاملا تصادفی در یک زمان حرکت کند ، دست و پنجه نرم می کنند.
با این حال کوچکترین واحد داده معادل یک رایانه کوانتومی ، کیوبیت ها ، می توانند همزمان 1 و 0 باشند ، به این معنی که دستگاه می تواند تعداد عظیمی از نتایج بالقوه را به طور همزمان حل کند و این امکان را برای برنامه های جدید محاسباتی فراهم می کند ، مانند پیش بینی حرکات مولکول به منظور ایجاد داروهای جدید یا دست زدن به تعداد زیادی محاسبات برای ایجاد رمزگذاری فوق العاده قوی.
پروفسور Mikko Mottonen ، رئیس این تحقیق در دانشگاه آلتو ، گفت: اگرچه برخی از شرکت ها ، از جمله گوگل و هانیول در ایالات متحده ، گفته اند که آنها قصد دارند رایانه های کوانتومی را به بازار عرضه کنند ، اما واقعیت با یک ماشین قابل اجرا با میزان خطای کافی پایین “سالها فاصله دارد”. خبرگزاری فرانسه کفته که موتونن و تیمش درخواست ساخت کمک هزینه ای برای ساخت یک کامپیوتر کوانتومی با استفاده از فناوری بولومتر خود کرده اند که امیدوارند این یک گام واقعی به سوی یک کامپیوتر کوانتومی با کاربردهای واقعی باشد.
وی گفت: “همه كشفهای جدید در مسیر رسیدن به دوران كوانتوم مورد نیاز است.” https://techxplore.com
