پیروزی کامپیوتر کوانتومی IBM مقابل ابررایانه کلاسیک درمحاسبات ذرات بنیادی

چهار سال پیش گوگل ادعا کرد که توانسته با کامپیوترهای کوانتومی خود یک ابرکامپیوتر را در محاسبات شکست دهد و به برتری کوانتومی دست پیدا نماید؛ این برتری اما کاربردی در دنیای واقعی نداشت. حال IBM توانسته با کامپیوتر کوانتومی خود، این برتری را در محاسبات مفید به دست آورد و از یک ابرکامپیوتر سریع‌تر عمل نماید.

IBM به تازگی نتایج تستی را منتشر کرده که در آن، کامپیوتر کوانتومی Eagle این شرکت توانسته در محاسبات مربوط به حالت مواد و تعامل ذرات بنیادی، از یک ابرکامپیوتر سریع‌تر عمل نماید. این موضوع امیدها برای رسیدن به پایداری کوانتوم و استفاده از این فناوری در کاربردهای مفیدتر را افزایش داده است.

در همین رابطه بخوانید:

- همه چیز درباره رایانش کوانتومی و کاربردهای فوق‌العاده‌ای که باید منتظر آنها باشیم
- IBM برای حل کردن مشکلات جهان یک ابر کامپیوتر کوانتومی می‌سازد

IBM این دستاورد را با کار روی اثر نویز کوانتومی و محاسبه خطای آن ممکن ساخته و به نتایج قابل اطمینانی دست یافته است. مقاله مربوط به جدیدترین تست کامپیوتر کوانتومی Eagle در مجله معتبر Nature به چاپ رسیده است.

خطا در کامپیوترهای کوانتومی

برخلاف کامپیوترهای کلاسیک که با واحدهای باینری 0 و 1 کار می‌کنند، کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند هر دو این حالت‌ها را به صورت همزمان داشته باشند. این قابلیت پردازش کوانتومی به محققان اجازه خواهد تا حافظه‌های سریع‌تر بسازند و مسائل را با سرعت بسیار بیشتری حل نمایند.

با این حال، حالت کوانتومی پایدار نیست و محاسبات انجام شده با این روش با کمترین تغییر در محیط اطراف، خطای بالایی از خود نشان می‌دهند. ساخت یک کامپیوتر کوانتومی بدون خطا یکی از مهم‌ترین چالش‌های علم و فناوری بشر به شمار می‌آید.

IBM روش جدیدی به نام «کاهش خطا» را ابداع کرده و توانسته به پیشرفت خوبی در زمینه رسیدن به پایداری کوانتومی دست پیدا نماید. با تقویت و تغییر سطح نویز در طول محاسبات، محققان قادرند با در نظر گرفتن اثر نویز، خطای موجود در پردازش کوانتومی را اصلاح نمایند.

شکست کامپیوتر کلاسیک از کامپیوتر کوانتومی IBM

تیم IBM موفق شده 600 هزار محاسبه را با کامپیوتر کوانتومی Eagle خود با دقت بالا به انجام رساند. باید به این نکته اشاره کرد که در تست یک ابرکامپیوتر کلاسیک نیز مورد استفاده قرار گرفته که بعد از مدتی نتوانسته این محاسبات پیچیده ادامه دهد. نزدیک بودن نتایج محاسبه قبل از کار افتادن کامپیوتر کلاسیک، محققان را به پایداری کوانتومی امیدوار ساخته است.

هرچند IBM دستاورد جدید خود را برتری کوانتومی نمی‌داند، می‌تواند از آن برای بهبود طراحی الگوریتم‌های کوانتومی خود استفاده نماید. با افزایش دقت کامپیوترهای کوانتومی در کاربردهای علمی، احتمال دستیابی به برتری کوانتومی در آینده وجود خواهد داشت.

روش کاهش خطای IBM یک روش موقت برای حل محاسبات پیچده است و راه را برای پیشرفت در علم مواد، کشف داروهای جدید و شبیه‌سازی پدیده‌های فیزیکی در ابعاد بزرگ هموار می‌کند.