استارتآپ «کوئرا» که در حال حاضر اولین رایانه کوانتومی تجاری مقاوم در برابر خطاست، اعلام کرد که این رایانه در پایان سال جاری میلادی عرضه خواهد شد.
به گزارش ایسنا، اولین رایانه کوتومی تجاری در برابر خطاهایی که به کیت های منطقی مجهز می شوند، احتمالاً در پایان سال جاری میلادی کار خواهند کرد.
به نقل از اسپیس، کیوبیت‌های منطقی، بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت‌هایی هستند که از طریق درهم‌تنیدگی کوانتومی به هم مرتبط می‌شوند. آنها با ذخیره کردن داده‌های مشابه در مکان‌های متفاوت، میزان خطا را در رایانه‌های کوانتومی کاهش می‌دهند. این امر باعث ایجاد تغییرات در نقاط شکست هنگام اجرای محاسبات می شود.
نمایندگان استارتآپ «کوئرا» (QuEra) در ماساچوست که این رایانه کوانتومی را می‌سازد، در بیانیه‌ای اعلام کرد دستگاه جدید دارای ۲۵۶ کیفت فیزیکی و ۱۰ کیوبیت منطقی است و در سال ۲۰۲۴ عرضه می‌شود.
این بیانیه به دنبال پژوهش جدید منتشر شد که در ششم دسامبر ۲۰۲۳ در مجله «نیچر» (Nature) به چاپ رسید و در آن، پژوهشگران «دانشگاه هاروارد»، استارتآپ کوئرا و مؤسسات دیگری، یک رایانه کوانتومی کارآمد را معرفی کردند. رایانه کوانتومی معرفی شده حاوی 48 کیوبیتی است که بیشترین تعداد کیوبیت‌های آزمایش شده تا امروز است.
«هری ژو»(Harry Zhou) فیزیکدان استارتآپ کوئرا و دانشگاه هاروارد گفت: این اولین دستگاه با قابلیت تصحیح خطای کوانتومی است. اگر این رایانه به تنهایی قدرت کافی را برای سودمند بودن ندارد، اما پلتفرمی را ارائه می‌کند که برنامه‌نویسان نرم‌افزار به کمک آن می‌توانند رمز را برای رایانه‌های کوانتومی آغاز کنند.
بزرگ‌نمایی‌شده از سلول‌های شیشه‌ای مورد استفاده در آزمایش‌هایی که در دانشگاه هاروارد که در آن به کشورهای دیگر وارد شده و برای اجرای الگوریتم‌های منطقی پیچیده تنظیم می‌شوند.
تصحیح خطا در محاسبات کوانتومی
در حالی که رایانه‌های معمولی اطلاعات را در بیت‌هایی با مقدار صفر یا یک ذخیره می‌کنند، رایانه‌های کوانتومی از کیوبیت‌هایی استفاده می‌کنند که به لطف قوانین مکانیک کوانتومی، برهم‌نهی بین صفر و یک رای شامل می‌شوند.
همچنین، کیوبیت‌ها می‌توانند با استفاده از درهم‌تنیدگی کوانتومی به هم متصل شوند تا به طور همزمان در شرایطی که وجود داشته باشد. این کار به آنها امکان می دهد تا بسیاری از محاسبات را بسیار سریع از رایانه های کلاسیک انجام دهند. با وجود این، کیوبیت‌ها به راحتی می‌توانند مختل شوند و این امر باعث می‌شود که آنها به شدت مستعد خطا باشند. تقریباً در هر 1000 بیت، یکی از آنها خراب می‌شود. این مقدار در رایانه های معمولی، یک در یک میلیارد بیت است.
اگر رایانه‌های کوانتومی میلیون‌ها کیوبیت را در خود جای دهند، می‌توانند از بهترین ابررایانه‌ها پیشی بگیرند اما بزرگترین رایانه کوانتومی که تاکنون ساخته شده است، تنها حدود ۱۰۰۰ کیوبیت دارد و میزان شکست بالای کیوبیت‌ها، افزایش بالقوه را محدود می‌کند. خطای تصحیح می‌تواند باعث شود کیوبیت‌ها را شکست خنثی کند و کیوبیت‌های یکی از راه‌های کشف منطقی آن را بسازد.
کیوبیت های منطقی
به گفته ژو، سیستم جدید تصحیح خطا بر افزونگی داده‌ها تکیه دارد که طی آن، یک قطعه داده شده در مکان ذخیره می‌شود. کیوبیت‌های منطقی، محاسبات یکسانی را در چندین کیوبیت انجام می‌دهند. در صورت شکست یک یا چند کیوبیت، آنها خطا را به شدت کاهش می‌دهند زیرا‌ها در جای دیگری هستند و می‌شوند، محاسبات می‌توانند ادامه پیدا کنند.
پژوهشگران برای ساخت کیوبیت منطقی، رمزهای رایانه‌ای تصحیح‌کننده خطا را روی کیوبیت‌های معمولی اعمال کردند. آنها در مرحله بعد، دروازه‌ها یا مدارهای منطقی را بین کی روش تنظیم می‌کنند تا آنها را به هم متصل کنند. سپس رایانه کوانتومی، به بررسی این موضوع می‌پردازد که آیا ممکن است خطا رخ دهد یا خیر. رایانه کوانتومی با استفاده از این اطلاعات، خطاها را تصحیح می‌کند و به مرحله بعد می‌رود.
کیوبیت‌های جدید نشان‌دهنده پیشرفت قابل توجهی نسبت به جستجوهای گذشته هستند. در سال ۲۰۲۳، «آزمایشگاه مصنوعی کوانتومی گوگل» با استفاده از سه کیوبیتی، میزان خطای ۲.۹ درصدی را نشان داد. میزان خطای رایانه کوانتومی استارتآپ کوئرا، درصد 0.5 با 48 کیوبیت منطقی است. «دانشگاه آکسفورد» یک پیشرو در این زمینه به شمار می‌رود که به میزان خطای کمتر از ۰.۰۱ درصد دست یافته اما این موضوع فقط بین دروازه‌های دو کیوبیت بوده است.
سال گذشته، شرکت «آی‌بی‌ام» (IBM) نیز فناوری تصحیح خطا را در تراشه ۱۲۷ کیوبیتی «هرون» (هرون) خود نشان داد که میزان خطا را در مقایسه با سایر تراشه‌های این شرکت تا پنج برابر کاهش می‌دهد اما انتظار نمی‌رود که اولین دستگاه را نشان دهد. تجاری مقاوم در برابر خطا تا سال ۲۰۲۹ آماده شود.
بیشتر بخوانید:
پردازنده های کوانتومی جدید IBM معرفی شدند
کوئرا قصد دارد دستگاه کوانتومی را در سال‌های آینده عرضه کند که با ارائه یک دستگاه ۳۰۰۰ کیوبیتی با ۳۰ کیوبیت منطقی در سال ۲۰۲۵ آغاز می‌شود. هیولای آن، رایانه‌های با بیش از 10 هزار کیوبیت و یکصد کیوبیت منطقی خواهد بود که در سال 2026 برنامه‌ریزی شده است. ژو گفت: رایانه ۲۰۲۶ می‌تواند در ۱۰۰ کیلومتر منطقی، محاسبات درستی را انجام دهد که از ابرایانه‌های امروزی فراتر می‌رود.
انتهای پیام