رایانه کوانتومی گوگل رکورد زد

تینا مزدکی_گوگل در وبلاگ خود اعلام کرد که برای اولین بار در تاریخ، یک کامپیوتر کوانتومی توانسته الگوریتمی را با موفقیت اجرا کند که قابلیت‌های سوپرکامپیوترها را پشت سر می‌گذارد. میشل دوروت، دانشمند ارشد بخش هوش مصنوعی کوانتومی گوگل که اخیراً برنده جایزه نوبل فیزیک شده است، این خبر را یک «نقطه عطف مهم» در زمینه کاری خود دانست و آن را گامی رو به جلو برای دستیابی به محاسبات کوانتومی در مقیاس وسیع توصیف کرد.

۱۳,۰۰۰ برابر سریع‌تر از کامپیوترهای معمولی

کارشناسان هشدار می‌دهند که اگرچه دستاورد گوگل بسیار چشمگیر است، اما تنها بر روی یک مسئله علمی محدود تمرکز داشته و هنوز تأثیر زیادی در دنیای واقعی ندارد. در این آزمایش، نتایج محاسبه شده برای دو مولکول با روش تشدید مغناطیسی هسته‌ای (NMR) که همان فناوری مورد استفاده در اسکن‌های MRI است، مقایسه شد و مشخص شد که کامپیوتر کوانتومی اطلاعاتی را به دست آورده که معمولاً توسط NMR قابل کشف نیستند.

وینفرید هنسینگر، استاد فناوری‌های کوانتومی در دانشگاه ساسکس، گفت که گوگل توانسته «مزیت کوانتومی» را به نمایش بگذارد؛ این یعنی محققان با استفاده از کامپیوتر کوانتومی، کاری را انجام داده‌اند که با کامپیوترهای معمولی قابل انجام نیست. اما کامپیوترهای کوانتومی با تحمل کامل خطا (Fault-tolerant)، که قادر به تحقق برخی از وظایفی هستند که جامعه علمی را بیشتر هیجان‌زده می‌کنند، هنوز فاصله زیادی دارند، زیرا به ماشین‌هایی نیاز دارند که قادر به پشتیبانی از صدها هزار کیوبیت (qubits) باشند (کیوبیت اصطلاحی برای واحد اطلاعات در یک کامپیوتر کوانتومی است).

هنسینگر می‌گوید مهم است درک کنیم وظیفه‌ای که گوگل به آن دست یافته، به اندازه برخی از کاربردهای تحول‌آفرین جهانی که برای کامپیوترهای کوانتومی پیش‌بینی می‌شود، انقلابی نیست. با این حال، نشان می‌دهد کامپیوترهای کوانتومی به‌تدریج در حال قدرتمندتر شدن هستند. برای اینکه کامپیوترهای کوانتومی واقعاً قدرتمند شوند و بتوانند از پس طیف وسیعی از چالش‌ها برآیند، به میلیون‌ها کیوبیت نیاز دارند؛ این چیزی است که سخت‌افزار کوانتومی فعلی نمی‌تواند آن را مدیریت کند، زیرا کیوبیت‌ها بسیار بی‌ثبات هستند.

هنسینگر توضیح داد که برخی از جذاب‌ترین کامپیوترهای کوانتومی که درباره آن‌ها بحث می‌شود، به میلیون‌ها یا حتی میلیاردها کیوبیت نیاز خواهند داشت و دستیابی به این هدف با سخت‌افزاری که توسط تیم گوگل استفاده شده دشوارتر است، زیرا سخت‌افزار آن‌ها به سرمایش تا دماهای بسیار پایین نیاز دارد. هارتموت نِوِن، معاون مهندسی گوگل نیز می‌گوید با وجود این پیشرفت در الگوریتم، هنوز تا دستیابی به کاربرد واقعی کامپیوترهای کوانتومی ممکن است پنج سال فاصله داشته باشیم. این شرکت فناوری آمریکایی این الگوریتم را “پژواک‌های کوانتومی” (quantum echoes) نامیده است. نِوِن گفت: «با تکیه بر پژواک‌های کوانتومی، همچنان خوش‌بین هستیم که ظرف پنج سال، شاهد کاربردهای واقعی باشیم که تنها توسط کامپیوترهای کوانتومی ممکن است.»

کاربرد کوانتوم در هوش مصنوعی و امنیت

گوگل، که یک بازیگر پیشرو در هوش مصنوعی است، همچنین استدلال می‌کند که کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند داده‌های منحصر به فردی ایجاد کنند که به مدل‌های هوش مصنوعی وارد شوند و آن‌ها را قدرتمندتر کنند. کامپیوترهای کلاسیک اطلاعات خود را در بیت‌ها (bits) کدگذاری می‌کنند که به صورت ۰ یا ۱ نمایش داده می‌شوند و به عنوان یک پالس الکتریکی منتقل می‌شوند. یک پیام متنی، ایمیل یا حتی یک فیلم نتفلیکس که روی گوشی هوشمند پخش می‌شود، رشته‌ای از این بیت‌ها است.

اما در کامپیوترهای کوانتومی، اطلاعات در کیوبیت‌ها جای دارند. این کیوبیت‌ها که در یک تراشه کوچک محصور شده‌اند، ذراتی مانند الکترون‌ها یا فوتون‌ها هستند که می‌توانند به‌طور همزمان در چندین حالت باشند؛ خاصیتی از فیزیک کوانتوم که به‌عنوان برهم‌نهی (Superposition) شناخته می‌شود. این بدان معناست که کیوبیت‌ها می‌توانند ترکیب‌های مختلفی از ۰ و ۱ را به‌طور همزمان کدگذاری کنند و از میان تعداد وسیعی از نتایج مختلف محاسبات خود را انجام دهند؛ این کار همان چیزی است که با کامپیوترهای کلاسیک ممکن نیست. با این حال، کیوبیت‌ها باید در یک محیط بسیار کنترل‌شده، مانند محیطی عاری از تداخل الکترومغناطیسی، نگهداری شوند، در غیر این صورت به‌راحتی دچار اختلال می‌شوند.

پیشرفت‌های حاصل شده توسط شرکت‌هایی مانند گوگل، منجر به هشدارهایی از سوی کارشناسان امنیت سایبری شده است مبنی بر اینکه این فناوری توانایی شکستن رمزنگاری‌های سطح بالا را دارد و همین امر، دولت‌ها و شرکت‌ها را به پذیرش رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم ترغیب می‌کند.

منبع: theguardian

۵۸۳۲۳