چاپ

آریا جوان - تیمی از محققان دانشگاه نیو ساوت ولز (UNSW) پردازنده‌های کوانتومی مبتنی بر سیلیکون را توسعه داده‌اند که می‌تواند دستاورد مهمی در افزایش مقیاس‌پذیری کامپوترهای کوانتومی ایجاد کند.

در سالیان اخیر، تغییر و تحولات زیادی را در دنیای غنی رایانش کوانتومی ایجاد شده است و به‌طور روزافزون رویکردها و کشفیات متعددی را شاهد هستیم که راه را برای آینده‌ای متکی به پردازش‌های کوانتومی باز می‌کند. شاید بی‌راه نباشد که بگوییم سؤال بزرگ در محاسبات کوانتومی از «آیا ما می‌توانیم این کار را انجام دهیم؟» به «آیا می‌توانیم این را به مقیاس برسانیم؟» تغییر کرده است. به‌واقع، ما چه زمانی می‌توانیم یک مشکل بزرگ را روی سخت‌افزار کوانتومی حل کنیم که به‌وضوح یک رایانه‌ی سُنتی قادر به حل آن نیست؟ این همان جایی است که محققان، دانشمندان، شرکت‌ها و... در تکاپوی رسیدن به برتری کوانتومی هستند. برتری کوانتومی نقطه عطفی است که در آن یک کامپیوتر کوانتومی می‌تواند محاسبات ریاضی را که به‌طور قابل ملاحظه‌ای حتی از توانایی قوی‌ترین اَبَرکامپیوتر‌ها نیز خارج است، تکمیل کند. هنوز دقیقاً مشخص نیست که چند کیوبیت برای دستیابی به این هدف لازم است؛ زیرا محققان الگوریتم‌های جدیدی را برای افزایش عملکرد کامپیوتر‌های کلاسیک پیدا می‌کنند و سخت‌افزارهای کنونی نیز همچنان بهتر می‌شوند. به‌زبان ساده، هنوز برای دستیابی به برتری کوانتومی به هزارن یا حتی میلیون‌ها کیوبیت بیشتر نیاز داریم. در حال حاضر یک فناوری پیشرو در این زمینه کیوبیت‌های ابررسانا به نام ترانسمون هستند؛ اما هنوز این احتمال وجود دارد که برخی از فناوری‌های دیگر در نهایت مقیاس بهتری داشته باشند و ممکن است کیوبیت‌های سلیکونی کلیدی بر قفل این اسرار باشند؛ اما چالش‌هایی نیز وجود دارد.

آریا جوان

به‌عبارتی، کیوبیت‌هایی که اضافه می‌شوند، خود مستعد خطا هستند و با افزوده‌شدن آن‌ها مشکلات نیز گسترش می‌یابد. دراین‌میان، به نقطه‌ای که استفاده از چنین رویکردی عملی نیست، «آستانه» می‌گویند. بااین‌حال، خبر امیدوارکننده این است که تیمی از محققان دانشگاه نیو ساوت ولز (UNSW) پردازنده‌های کوانتومی مبتنی بر سیلیکون را توسعه و نشان داده‌اند که می‌توان ازطریق کاشت یون با وفاداری 92٫5 درصد به پردازش یک کیوبیتی با دقت 99٫9 درصد، وفاداری دو کیوبیتی با دقت 99٫3 درصد و یک سیستم سه کیوبیتی متشکل از یک الکترون و دو اتم فسفر واردشده در سیلیکون دست یافت. آندریا مورلو ، پروفسور UNSW و متصدی اصلی این پروژه می‌گوید که عملیات آن‌ها تقریباً 99 درصد بدون خطا بوده است. شاید جالب باشد بدانید هنگامی که خطاها بسیار نادر هستند، تشخیص و تصحیح آن‌ها در صورت وقوع امکان‌پذیر می‌شود و این نشان می‌دهد که ساخت رایانه‌های کوانتومی با مقیاس و قدرت کافی برای انجام محاسبات مفید امکان‌پذیر است.

آریا جوان