ورود به عصر فزونی کوانتومی ، 1.5 تریلیون بار سریع تر از ابرکامپیوتر کلاسیک - وبلاگ ورزش و تندرستی

به گزارش وبلاگ ورزش و تندرستی، پژوهشگران در مقاله ای در ژورنال نیچر اعلام کردند یک کامپیوتر کوانتومی برای نخستین بار مسئله ای را یک کامپیوتر کلاسیک عملا نمی تواند حل نماید، حل نموده است.

به گزارش space.com بروکس فوکسن، پژوهشگر فیزیک در مرکز هوش مصنوعی کوانتوم (AI Quantum) شرکت گوگل در ماونتین ویوی کالیفرنیا و دانشگاه کالیفرنیا در سانتا باربارا یکی از نویسندگان این مقاله در بیانیه ای گفت: محاسبه ای که انجام آن برای یک ابرکامپیوتر کلاسیک 10000 سال طول می کشد، با کامپیوتر کوانتومی ما در 200 ثانیه انجام شد.

• گوگل می گوید به فزونی کوانتومی رسیده است

فوکسن اضافه نمود: ممکن است زمان شبیه سازی کلاسیک که در حال حاضر 10000 سال تخمین زده شده است، با بهبود سخت افزارها و الگوریتم های کلاسیک کمتر گردد، اما از آنجایی که کامپیوتر ما در حال حاضر 1.5 تریلیون بار سریع تر است، با خیالی راحت این دستاورد را اعلام می کنیم.

کامپیوترهای کوانتومی اطلاعات را با استفاده از ذرات زیراتمی ذخیره می نمایند که قواعد کاملا متفاوت با دنیای ماکروی ما بر آنها حاکم است. برای مثال ذرات کوانتومی می توانند به طور همزمان یک ابرموقعیت از دو حالت متفاوت قرار بگیرند و این ذرات حتی اگر فاصله در حد سال های نوری هم از هم داشته باشند، هنوز درهم تنیده بمانند و بر خواص یکدیگر تاثیر بگذارند.

این ویژگی غریب کلید قدرت بالقوه فوق العاده محاسبه کوانتومی است. کامپیوترهای کوانتومی به علت همین پدیده ابرموقعیت می توانند نسبت به کامپیوترهای سنتی که اطلاعات را به شکل دوتایی به صورت صفرها و یک ها رمزبندی می نمایند- اطلاعات بسیار بیشتری را در واحد حجم ذخیره نمایند.

واحد پایه اطلاعات در سیستم های کامپیوتری کوانتومی کیوبیت (qubit) مخفف بیت کوانتومی نام دارد.

• چرا گوگل و ناسا کامپیوتر کوانتومی می خواهند؟

• مسابقه میان سیکامور و سامیت

این پژوهشگران به سرپرستی فرانک آروت از بخش هوش مصنوعی کوانتوم گوگل از یک کامپیوتر کوانتومی به نام سیکامور (Sycamore) که دارای 53 کیوبیت دارای کارکرد (به علاوه یک کیوبیت که به درستی کار نمی کرد) استفاده کردند.

این دانشمندن با درهم تنیدن این 53 کیوبیت یک حالت پیچیده ابرموقعیت ایجاد کردند و سپس سیکامور را واداشتند که یک وظیفه مربوط به فراوری اعداد تصادفی را انجام دهد. این نتایج سپس با شبیه سازی ها صورت گرفته روی ابرکامپیوتر سامیت در آزمایشگاه ملی اوک ریج در ایالت تنسی آمریکا مقایسه شد.

سامیت در حال حاضر سریع ترین ابرکامپیوتر دنیا است و می تواند حدود 200 میلیون میلیارد عملیات در ثانیه انجام دهد. این کامپیوتر از تقریبا 40000 واحد پردازشگر ساخته شده است که هرکدامشان حاوی میلیاردها ترانزیستور (سوئیچ الکترونیکی) هستند و 250 میلیون گیگابایت ذخبره دارد. تقریبا 99 درصد از منابع سامیت برای این نمونه سازی کلاسیک استفاده شد.

• ساخت قدرتمندترین ابررایانه در اسپانیا

اما به گفته فوکسن، کامپیوتر کوانتومی سیکامور این کار را 3.5 دقیقه انجام داد و کارکرد سامیت نشان داد که حتی قوی ترین ابرکامپیوترهای سنتی برای حل این مسئله به حدود 10000 سال وقت احتیاج دارند.

کارشناسان می گویند این نمایش فزونی کوانتومی بر الگوریتم های کلاسیک روی سریع ترین ابرکامپیوترها دستاورد بسیار مهم و نقطه عطفی برای کامپیوترهای کوانتومی شمرده می گردد. همچنین این موفقیت پاسخی به انتقادها درباره کنترل پذیری و عملی بودن محاسبه های کوانتومی در فضای محاسباتی فوق العاده بزرگ (حاوی دست کم 253 حالت مورد استفاده در این مورد) است.

البته هنوز کار زیادی باید انجام گردد تا کامپیوترهای کوانتومی به بخشی از رندگی روزانه بدل شوند. برای مثال پژوهشگران مجبور خواهند بود الگوریتم های جدید بنویسند که بتواند با پردازنده های کوانتومی خطاپذیر که در آینده نزدیک در دسترس خواهند بود، کار نمایند. دانشمندان برای اینکه بتوان این تکنولوژی را به صورت تجاری درآورند مجبور خواهند بود پروتکل های دقیقی برای تصحیح خطاهای کوانتومی ایجاد نمایند.

• فناوری کوانتومی | انقلاب در حریم خصوصی دیجیتال