کامپیوتر کوانتومی در حال حاضر وجود دارد، اما آنقدر قدرتمند نیست

16 مه 2023 -توسط آن کریستن فردریکسن، دانشگاه فنی دانمارک-کامپیوتر کوانتومی اعتبار: IBM

شما ممکن است یکی از کسانی باشید که منتظر کامپیوتر کوانتومی هستند که چند سالی است به ما گفته شده است که ورود آن قریب الوقوع است. در حال حاضر در این مرحله، Sven Karlsson، دانشیار DTU، کمی خسته به نظر می‌رسد، زیرا در میان شرکای او دو شرکت اروپایی AQT و IQM هستند که رایانه‌های کوانتومی تولید و می‌فروشند.

این یک تصور اشتباه رایج است که کامپیوتر کوانتومی هنوز وجود ندارد. این یک تصور اشتباه است. سون کارلسون می‌گوید محاسبات می‌توانند باشند، وجود دارند و در حال استفاده هستند.

یکی از نمونه ها کامپیوترهای کوانتومی IBM است که هر کسی می تواند از طریق اینترنت به آنها دسترسی داشته باشد. علاوه بر این، رایانه‌های کوانتومی در آزمایشگاه‌های علمی، در مراکز ابررایانه‌ای، در دانشگاه‌ها و غیره در سراسر جهان وجود دارند. اینها همچنین از جمله مشتریانی هستند که AQT و IQM محصولات خود را به آنها می فروشند.

هنوز امکان ساخت کامپیوترهای کوانتومی با بیت های کوانتومی زیاد وجود نداشته است. بیت‌های کوانتومی برای پردازش اطلاعات در رایانه استفاده می‌شوند و تعداد کم بیت‌های کوانتومی، پیچیدگی محاسباتی را که رایانه کوانتومی می‌تواند انجام دهد محدود می‌کند. بنابراین Sven Karlsson استفاده کنونی را عمدتاً تجربی توصیف می‌کند و بازی با فناوری و درک آن را ممکن می‌سازد.

“سطح فنی کامپیوترهای کوانتومی فعلی تا حدودی شبیه به مرحله اول کامپیوترهای فعلی ما است. زمانی که آنها برای اولین بار در دهه 1950 ظاهر شدند، تعداد محدودی از آنها وجود داشت، و در آن زمان، آنها نمی توانستند محاسبات بزرگتری انجام دهند. از آنهایی که امروزه هر ماشین حسابی می تواند انجام دهد.”

با این حال، نمونه هایی از محاسبات انجام شده با استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی وجود دارد. یکی از محاسباتی که اسون کارلسون می‌دانست، در طول همه‌گیری ویروس کرونا انجام شده است. لیگ فوتبال ایتالیا باید بداند که چگونه مسابقات را به بهترین نحو برنامه ریزی کند تا تیم های مختلف فوتبال تا حد امکان کمتر با یکدیگر تماس داشته باشند تا خطر ابتلا را کاهش دهند. به همین ترتیب، مسافت سفر برای بازیکنان باید محدود می شد، زیرا سفر هوایی ممنوع بود.

Sven Karlsson می گوید: “کامپیوتر کوانتومی برای محاسباتی از این نوع که برای یک ابرکامپیوتر معمولی خیلی طول می کشد، مناسب است. کامپیوتر کوانتومی می تواند بسیاری از راه حل ها را به طور همزمان بررسی کند و بنابراین در چنین محاسباتی از یک ابر کامپیوتر کارآمدتر است.”

همکاری Sven Karlsson و همکارانش با AQT و IQM شامل توسعه سخت افزار و نرم افزار مورد نیاز برای اتصال کامپیوتر کوانتومی به ابررایانه ها است.

“کامپیوترهای کوانتومی آینده در ابتدا تا حد زیادی به مراکز محاسباتی با کارایی بالا با ابرکامپیوترهایی که در سرتاسر جهان وجود دارند متصل خواهند شد. این مراکز در حال حاضر زیرساختی با صلاحیت های مناسب برای کار با کامپیوترهای کوانتومی ایجاد کرده اند، و همچنین سرمایه گذاری در آن منطقی است. Sven Karlsson می گوید: امروزه یک کامپیوتر کوانتومی حدود 150 میلیون کرون هزینه دارد، بنابراین سرمایه گذاری نسبتاً بزرگی است.

کامپیوتر کوانتومی جایگزین ابررایانه ها نخواهد شد. در عوض، آنها را تکمیل می کند و برای محاسبات بسیار خاص استفاده می شود. همچنین کامپیوتر کوانتومی رابط کاربری خاص خود را نخواهد داشت، اما باید از طریق ابررایانه ها به آن دسترسی داشت.

در نتیجه تولید جدید رایانه های کوانتومی در سراسر جهان، کار استانداردسازی در مقیاس بزرگ آغاز شده است. این شامل استانداردهایی برای تمام قطعات سخت افزاری و نرم افزاری است که یک کامپیوتر کوانتومی را تشکیل می دهند. امید این است که از بی مصلحتی هایی که در سایر زمینه های فناوری با آن دست و پنجه نرم می کنیم، جلوگیری کنیم، مانند اینکه فقط بتوانیم از یک نوع شارژر برای تلفن همراه خود استفاده کنیم.

“ما می خواهیم استانداردهای مشترکی را توسعه دهیم تا در سراسر جهان، درک و استفاده یکسانی از اجزای مختلف تشکیل دهنده یک کامپیوتر کوانتومی داشته باشیم. این کار باید در همین مرحله اولیه انجام شود تا خطر نکنیم.

Sven Karlsson گروهی از محققان و متخصصان با تجربه و دانش عمیق در مورد رایانه‌های کوانتومی را رهبری می‌کند که در سال‌های آینده برای ایجاد استانداردهای شناخته‌شده‌ای که می‌توانند در تولیدات آتی مورد استفاده قرار گیرند، ملاقات خواهند کرد.