جهش كوانتومی شركت آی بی ام
سوپر کامپیوتر کوانتومی 100 هزار کیوبیتی آی بی ام فرا می رسد
گوپا: شرکت آی بی ام از طرح بلندپروازانه خود برای ساخت یک کامپیوتر کوانتومی 100 هزار کیوبیتی پیشگامانه در دهه آینده رونمایی کرده است.
به گزارش گوپا به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، شرکت آی بی ام در یک نمایش قابل توجه از جاه طلبی های علمی خود از هدف ساخت یک کامپیوتر کوانتومی بزرگ متشکل از ۱۰۰ هزار کیوبیت پرده برداشته است.
شرکت آی بی ام با مشارکت دانشگاه توکیو و دانشگاه شیکاگو در یک ابتکار ۱۰۰ میلیون دلاری، بدنبال پیشبرد محاسبات کوانتومی به عصر جدیدی از امکانات بی سابقه است.
این شرکت در اجلاس اخیر گروه هفت(G۷) در هیروشیمای ژاپن از طرح جسورانه خود با هدف متحول کردن حوزه محاسبات و امکان پیشرفت های پیشگامانه در عرصه های مختلف رونمایی نمود.
در صورتیکه شرکت آی بی ام هم اکنون رکورد بزرگترین سیستم محاسبات کوانتومی با پردازنده ۴۳۳ کیوبیتی را در اختیار دارد، ماشین ۱۰۰ هزار کیوبیتی آینده نشان دهنده یک تغییر پارادایم در قابلیت های کوانتومی است.
این تلاش بلندپروازانه بجای جایگزینی سوپر کامپیوتر های سنتی، بدنبال ادغام توان کوانتومی با محاسبات کلاسیک برای دستیابی به پیشرفت های چشم گیر در کشف دارو، تولید کود و عملکرد باتری ها است.
جِی گامبِتا معاون بخش کوانتوم شرکت آی بی ام، این تلاش مشترک را «ابرمحاسبات کوانتوم محور» توصیف می کند.
گامبتا در یک مصاحبه بر اهمیت ترکیب قدرت محاسباتی عظیم ماشین های کوانتومی با پیچیدگی سوپر کامپیوتر های کلاسیک تاکید کرده و گفته است که با بهره گیری از نقاط قوت هر دو فناوری، هدف این ادغام، رفع چالش های پیچیده ای است که تا حالا غیرقابل حل باقی مانده اند.
در صورتیکه پیشرفت قابل توجهی در این زمینه انجام شده است، فناوری مورد نیاز برای ابرمحاسبات کوانتوم محور هنوز در مراحل ابتدایی است. آزمایش های اثبات اصول آی بی ام نتایج امیدوارکننده ای را نشان میدهد در خصوص این که مدارهای مجتمع مبتنی بر تکنولوژی CMOS می توانند کیوبیت های سرد را با حداقل مصرف انرژی کنترل کنند.
با این وجود، نوآوری های بیشتری لازم است و اینجاست که همکاری با موسسات تحقیقاتی دانشگاهی بسیار مهم می شود.
در علم فیزیک به کمترین مقدار ممکن از یک کمیت، مقدار پایه یا یک کوانتوم(quantum) می گویند. یک کمیت کوانتیده، تنها می تواند مقدارهایی گسسته یعنی مضرب صحیحی از کوانتوم آن کمیت را اختیار کند. برای نمونه، مقدار بار الکتریکی یک جسم که در اثر مالش حامله شده، همیشه مضرب صحیحی از بار الکتریکی یک الکترون است. هیچگاه مقدار بار الکتریکی یک جسم ۳/۵ برابر بار الکتریکی یک الکترون نخواهد بود. در اینجا به مقدار بار الکتریکی یک الکترون، بار پایه یا یک کوانتوم بار می گویند و بار الکتریکی جسم نیز کمیتی کوانتیده است.
یک کیوبیت یا بیت کوانتومی در پردازش کوانتومی، واحد پایه پردازش کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی و مشابه بیت در کامپیوتر های کلاسیک و کوچکترین واحد ذخیره اطلاعات و معیاری از مقدار اطلاعات کوانتومی است.
از نظر فیزیکی، کیوبیت یک سامانه کوانتومی دوحالتی است، یعنی سیستمی که توسط مکانیک کوانتومی به درستی قابل توصیف است و هنگام اندازه گیری یکی از دو حالت ممکن خودرا اختیار می کند. مانند قطبش یک فوتون که در اینجا، جهت قطبشِ عمودی و جهت قطبشِ افقی دو حالت ممکن برای سامانه هستند. در یک سامانه کلاسیک، هر بیت در هر لحظه یا در حالت صفر یا در حالت یک است، اما اصل های مکانیک کوانتومی به کیوبیت اجازه می دهند که در همان حال، حالتی را برابر با برهم نهی دو حالت اصلی نیز اختیار کند که یک خاصیت است که در پردازش کوانتومی بنیادی است. به عبارتی، یک کیوبیت هم ممکنست در حالت های کلاسیک صفر و یک وجود داشته باشد و هم می تواند در حالت ترکیب این دو قرار گیرد(یعنی همزمان دارای هر دو حالت صفر و یک باشد). در حقیقت همین پدیده، تفاوت اصلی بین بیت های کلاسیک و کیوبیت ها است. انتقال کیوبیت ها بنیان دانش دورنوردی کوانتومی است.
رایانه کوانتومی، ماشینی است که از پدیده ها و قوانین مکانیک کوانتوم مانند برهم نهی(Superposition) و درهم تنیدگی(Entanglement) برای رایانش استفاده می نماید. کامپیوتر های کوانتومی با کامپیوتر های فعلی که با ترانزیستورها کار می کنند، تفاوت اساسی دارند. ایده اصلی که در پس کامپیوتر های کوانتومی نهفته است این است که می توان از خواص و قوانین فیزیک کوانتوم برای ذخیره سازی و انجام عملیات روی داده ها بهره برد.
طراحی ماژولار تراشه آی بی ام به عنوان پایه ای برای نگهداری کیوبیت های زیاد عمل می کند. با وجود ناتوانی یک تراشه منفرد برای انطباق با مقیاس مطلق کیوبیت های مورد نیاز، اتصالات متقابل برای تسهیل انتقال اطلاعات کوانتومی بین ماژول ها درحال توسعه هستند.
پردازنده کوکابورا(Kookaburra) از شرکت آی بی ام، یک پردازنده چند تراشه ای با ۱۳۸۶ کیوبیت و یک پیوند ارتباطی کوانتومی است که هم اکنون در دست توسعه است و پیش بینی می شود در سال ۲۰۲۵ ارائه شود.
علاوه بر این، دانشگاه توکیو و دانشگاه شیکاگو بطور فعال در تخصص خود در قطعات و نوآوری های ارتباطی مشارکت می کنند تا اثر خودرا در این پروژه به یاد ماندنی بگذارند.
همانطور که آی بی ام این ماموریت جسورانه را شروع می کند، پیش بینی می کند که در دهه آینده همکاریهای صنعتی و دانشگاهی مختلفی بوجود آورد.
گامبتا با درک نقش محوری دانشگاه ها بر اهمیت توانمندسازی این مؤسسات جهت استفاده از نقاط قوت در تحقیق و توسعه تاکید می کند.
با وعده آینده ای با انرژی کوانتومی در افق، سفر به سمت توسعه یک سوپر کامپیوتر ۱۰۰ هزار کیوبیتی نوید درنوردیدن مرزهای علمی غیرقابل تصوری را می دهد و درک ما را از محاسبات آنطور که حالا می شناسیم، متحول می کند.
منبع: گوپا
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب