روز گذشته، گردهمایی جامعه فیزیک آمریکا شاهد رونمایی از آخرین دستاورد فیزیکدانان گوگل بود: تراشه‌ای به نام «بریستلکون» که می‌تواند محاسبات کوانتومی را با پردازش 72 کیوبیت انجام دهد.
«جولین کلی»، فیزیکدان و از پژوهشگران گوگل که این دستاورد را در گردهمایی دیروز ارائه داد، امیدوار است که بتواند در آینده نزدیک، برتری کوانتومی (The quantum supremacy) را به نمایش عمومی بگذارد. اما کامپیوتر کوانتومی چیست؟
کامپیوتر‌های کوانتومی با تکیه بر ویژگی‌های کوانتومی ذرات زیراتمی، برخی محاسبات را به شکل نمایی سریع‌تر از کامپیوتر‌های کلاسیک انجام می‌دهند. در کامپیوتر‌های الکترونیکی، محاسبات در مبنای 2 انجام می‌شود و هر بیت (واحد اطلاعات) یا در وضعیت 0 (خاموش) قرار دارد یا 1 (روشن)؛ اما واحد اطلاعات کوانتومی که کیوبیت (qbit) نام دارد، از ویژگی‌های کوانتومی بهره می‌برد و می‌تواند 0، 1 یا هر مقداری بین آن‌ها را بپذیرد. این حالت را برهم‌نهی (Superposition) می‌نامند.
کامپیوتر‌های کوانتومی پردازش را روی تابع احتمال انجام می‌دهند و برخلاف رایانه‌های الکترونیکی که در هر مرحله از پردازش فقط یک عملیات ریاضی را انجام دهند، می‌توانند همان عملیات را روی انبوهی از اعداد انجام دهند. راز افزایش نمایی سرعت در کامپیوتر‌های کوانتومی همین است.
برای مثال، پیشرفته‌ترین رایانه‌های امروزی نمی‌توانند عددی 2048 بیتی را که 617 رقم دارد، به عوامل اولش تجزیه کنند؛ اما یک دستگاه کامپیوتر کوانتومی ایده‌آل با بهره‌گیری از 4096 کیوبیت می‌تواند این مسئله را در 110 روز حل کند.
برای دست‌یابی به برتری کوانتومی، کامپیوتر‌های کوانتومی باید بتوانند حداقل 50 کیوبیت ایده‌آل را پردازش کنند؛ اما در حال حاضر پژوهشگران نمی‌توانند چنین تعداد زیادی از کیوبیت‌ها را به مدت کافی در شرایط کوانتومی شکننده حفظ کنند تا بتوان پردازش‌های لازم را روی آن‌ها انجام داد.
پژوهشگران گوگل، پردازنده کوانتومی جدید خود را «Bristlecone» نامیده‌اند، زیرا کیوبیت‌های آن با الگویی شبیه به میوه مخروطی کاج آرایش یافته‌اند. هم‌اکنون این کامپیوتر در مراحل سرهم‌بندی و مونتاژ قطعات قرار دارد و مسؤولان پروژه امیدوارند که طی چند ماه آینده بتوانند آن را با موفقیت آزمایش کنند و برتری کوانتومی را به نمایش بگذارند.
در حال حاضر علاوه بر دانشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی، شرکت‌های مختلفی مانند آی‌بی‌ام، مایکروسافت، اینتل و ... به پژوهش در حوزه رایانش کوانتومی مشغولند. نوامبر (آبان) گذشته، آی‌بی‌ام از پردازنده 50 کیوبیتی خود رونمایی کرد و اینتل در نمایشگاه کالا‌های الکترونیکی مصرفی 2018 (CES) پردازنده 49 کیوبیتی خود را به نمایش عموم درآورد. با توجه به سرعت پیشرفت در این حوزه تحقیقاتی، بعید نیست که شرکت دیگری حتی زودتر از گوگل بتواند این موفقیت را رسانه‌ای کند.
منبع: ساینس‌نیوز