رایانه کوانتومی گوگل یک آزمایش غیر ممکن را انجام داد

به دنبال پیشرفت‌های تکنولوژیکی روز دنیا و استفاده از فن آوری اطلاعات و تکنولوژی‌های جدید نظیر تکنولوژی بلاک چین و ارزهای دیجیتال، اینترنت اشیا و ... در صنایع مختلف، زندگی بشر به کلی متحول شده است. خبری که به تازگی منتشر شده است حاکی از یک انقلاب دیگر در انفورماتیک و علوم رایانه ای است که اعلام کرده است، اخیرا گوگل یک جهش کوانتومی در علوم کامپیوتری داشته است. گوگل با استفاده از رایانه کوانتومی منحصربه فرد خود که Sycamore نام دارد، در حقیقت یک نوع برتری کوانتومی ایجاد کرده است و اقدام به برطرف سازی مشکلاتی نموده است که برای دیگر سیستم‌ها حل کردن آن‌ها تقریبا غیر ممکن است. در ادامه با تراپی همراه شوید تا در مورد رایانه کوانتومی گوگل مطالب بیشتری را برای شما بیان کنیم.

آشنایی با رایانه کوانتومی گوگل

یک گروه تحقیقاتی به رهبری جان مارتینز، محقق و فیزیکدان در دانشگاه کالیفرنیا، سانتاباربارا، در مطالعاتی در زمینه‌ی این سیستم کوانتومی در مجله ی نیچر (Nature) نوشته است :

این کامپیوتر محاسبات پیچیده را تنها در 20 ثانیه انجام می‌دهد که این یعنی سیستم کوانتومی گوگل دارای قدرت محاسباتی بالایی است به گونه‌ای که سوپر کامپیوترها همین محاسبات را در حدود 10 هزار سال انجام خواهد داد.

بروکس فاکسن، محقق دانش آموخته و فارغ التحصیل آزمایشگاه مارتینیس ، در بیانیه‌ای گفت:

احتمال دارد که زمان شبیه سازی کلاسیک در حال حاضر، حدود 10 هزار سال تخمین زده شده باشد و با پیشرفت الگویتم‌ها و سخت افزار سیستم، این عدد کاهش یابد. کامپیوترهای کوانتومی از علوم مکانیک کوانتومی برای حل مشکلات لاینحل و سخت که برای سیستم‌های مبتنی بر نیمه هادی‌ها غیر ممکن بوده، بهره برده است.

روش محاسباتی که گوگل برای حل این مسئله انتخاب کرده است ، برابر است با معادل کوانتومی تولید لیست بسیار طولانی از اعداد تصادفی و بررسی مقادیر آن‌ها، بیش از میلیون‌ها بار. در نتیجه ، راه حلی ارائه شده است که در خارج از دنیای مکانیک کوانتومی مفید نخواهد بود ، اما پیامدهای ارزشمندی در زمینه‌ی قدرت پردازش یک دستگاه خواهد داشت.

قدرت این سیستم کوانتومی در عدم قطعیت

رایانه‌های معمولی محاسبات را با استفاده از اطلاعات با واحد "بیت" انجام می‌دهند ، که مانند سوئیچ‌های روشن و خاموش فقط دو حالت ممکن برای آن‌ها وجود دارد یا 1 یا 0. رایانه‌های کوانتومی از بیت‌های کوانتومی یا " qubits" استفاده می‌کنند که می‌تواند هم زمان هم صفر باشد هم یک. این نتیجه عجیب مکانیک کوانتومی حالت فوق العاده نامیده می‌شود و وجه اصلی برتری رایانه کوانتومی نسبت به رایانه‌های کلاسیک است.

به عنوان مثال ، یک جفت بیت می‌تواند فقط در هر زمان معینی یکی از چهار ترکیب ممکن از حالت‌های (00 ، 01 ، 10 یا 11) را ذخیره کند. اما یک جفت qubits می‌توانند هر چهار ترکیب را همزمان ذخیره کنند ، زیرا هر qubit هر دو مقادیر (0 و 1) را همزمان نشان می‌دهد.

برخی از ویژگی‌های رایانه کوانتومی گوگل

رایانه کوانتومی گوگل از مدارهای میکروسکوپی فلزی ابررسانا تشکیل شده است که 53 حالت qubits را در حالت پیچیده‌ای از آن ترکیب قرار می‌دهد. قطب‌های درهم پیچیده عدد تصادفی بین صفر تا 253 ایجاد می‌کنند ، اما به دلیل تداخل کوانتومی ، برخی از اعداد تصادفی بیش از سایرین نشان داده می‌شود. وقتی رایانه میلیون‌ها بار این اعداد تصادفی را اندازه گیری می ‌کند ، الگویی از توزیع ناهموار آن‌ها بوجود می‌آید.

فاکسن گفت: برای رایانه‌های کلاسیک ، محاسبه نتیجه این عملیات بسیار دشوارتر است ، زیرا نیاز به محاسبه‌ی احتمال وجود پاسخ در هر یک از 253 حالت ممکن دارد و نیاز به محاسبات با مقیاس نمایی داد. به همین دلیل است که بسیاری علاقه‌مند هستند که محاسبات کوانتومی را آغاز کنند.

آزمایشگاه مارتینیس این الگوی توزیع را با بهره گیری از خواص عجیب درهم آمیختگی کوانتومی و با استفاده از تراشه Sycamore در 200 ثانیه تولید کرد.

به صورت تئوریک، به راحتی می‌توان مشخص کرد که چرا یک کامپیوتر کوانتومی می‌تواند از رایانه‌های سنتی بهتر عمل کند، در حالی که نشان دادن این کار در دنیای واقعی داستان دیگری است. زمانی که رایانه‌های کلاسیک می‌توانند میلیون‌ها بیت عامل در پردازنده‌های خود جمع کنند ، کامپیوترهای کوانتومی برای مقیاس تعداد بیت‌هایی که می‌توانند با آن‌ها کار کنند، تلاش می‌کنند که این نشان دهنده‌ی میزان تفاوت‌های آن‌ها می باشد.

در این مقاله سعی کردیم شما را با کامپیوتر کوانتومی گوگل آشنا کنیم و ویژگی منحصر به فرد آن را در مقایسه با سایر سیستم های کامپیوتری از لحاظ محاسباتی ذکر کنیم. امید است مطالب گفته شده مورد توجه و رضایت شما عزیزان قرار گرفته باشد.