در یک جعبه شیشه ای مکعبی شکل با لبه حدود 2.7 متر, به ظاهر غیر دیدنی “لوستر” از بالای جعبه آویزان است, باعث توقف تماشاگران می شود. لوستر قلب یک کامپیوتر کوانتومی است, و مکعب از نیم اینچ شیشه بوروسیلیکات ساخته شده است.
کامپیوتر کوانتومی اولین کامپیوتر کوانتومی مستقل جهان است, IBM Q System One, که در نمایشگاه ces in به نمایش گذاشته شد 2019.
اگرچه بسیاری از افراد در صنعت در دسترس بودن کامپیوتر را زیر سوال بردند و حتی فکر می کردند که بیشتر شبیه یک دکوراسیون است, IBM روشن کرد که IBM Q System One گام مهمی در تجاری سازی محاسبات کوانتومی است., اندکی پس از انتشار کامپیوتر, گزارش شد که “لوستر” به اندازه یک لپ تاپ معمولی قدرتمند نیست.
آیا این ارزیابی هدف است?چه زمانی مدتها در انتظار “هژمونی کوانتومی” محاسبات کوانتومی بر روی کامپیوترهای کلاسیک آمده است?
کامپیوتر کوانتومی به نوعی دستگاه فیزیکی اطلاق می شود که از قوانین مکانیک کوانتومی پیروی می کند و عملیات ریاضی و منطقی و پردازش اطلاعات کوانتومی را با سرعت بالا انجام می دهد.”هنگامی که یک دستگاه اطلاعات کوانتومی را پردازش و محاسبه می کند و یک الگوریتم کوانتومی را اجرا می کند، می تواند به عنوان یک کامپیوتر کوانتومی تعریف شود.”باند گوا, رئیس شرکت فناوری اطلاعات yuweng LTD, به Science Daily گفت که ضروری ترین ویژگی محاسبات کوانتومی برهم نهی کوانتومی و انسجام کوانتومی است..
در مورد ویژگی های IBM Q System One, از آنجایی که IBM پارامترهای علمی مربوطه را فاش نمی کند, نمی توان اصل و عملکرد آن را تحلیل کرد.”این کامپیوتر چگونه ساخته شد?در مورد مقیاس و عملکرد چطور?”ما نمیتوانیم از اخبار اطلاعاتی به دست آوریم یا حتی بگوییم که آیا معیارهای اساسی یک کامپیوتر کوانتومی را برآورده میکند یا خیر. Han Zhengfu, دانشمند ارشد شرکت فناوری کوانتومی کوتیان آنهویی., LTD و استاد آزمایشگاه کلیدی اطلاعات کوانتومی آکادمی علوم چین در دانشگاه علم و صنعت چین, معتقد است که IBM Q System One در بهترین حالت یک ماشین مدل است, و استفاده از آن برای حل مشکلات عملی خیلی زود است.
در حال حاضر, موسسات پیشرو در زمینه کامپیوترهای کوانتومی شامل گوگل است, IBM, اینتل و دانشگاه فناوری دلفت در هلند. شرکت پیشرو گوگل راه حل هایی را برای مشکلات فعلی رایانه های کوانتومی ارائه کرده است., اما هنوز یک کامپیوتر کوانتومی واقعی ساخته نشده است 72 پردازنده های کیوبیت, که در اوایل راه اندازی خواهد شد 2018, نمی توان برای مدل سازی ماشین ها یا حل مسائل عملی استفاده کرد, هان به Science Daily گفت.
در مورد این ادعا که “کامپیوترهای کوانتومی به اندازه لپ تاپ ها قدرتمند نیستند”, هان ژنگ فو گفت که ماشین های مدل درست مانند کامپیوترهای کوانتومی در دوران نوزادی یا جنینی هستند, و هیچ مقایسه ای با کامپیوترهای کلاسیک وجود ندارد.”وقتی پاپای آینده بچه است, معنی ندارد که او را با مردی در اوج خود مقایسه کنیم. به همین ترتیب, یک کامپیوتر کوانتومی واقعاً کامل هنوز ظاهر نشده است, و ارزش مقایسه قدرت محاسباتی آن با یک کامپیوتر کلاسیک را ندارد.”گفت هان ژنگفو.
شکی نیست که کامپیوترهای کلاسیک در دوران ابتدایی خود کاربردی تر از کامپیوترهای کوانتومی در دوران کودکی خود هستند. گروه گوئو همچنین می گوید که در مقایسه با کامپیوترهای کلاسیک, دستیابی به قدرت محاسباتی کامپیوتر کوانتومی همچنان دشوار است.
در اوایل قرن گذشته, زمانی که کامپیوتر الکترونیکی به تازگی اختراع شد, کسی چرتکه را با اولین رایانه الکترونیکی در محاسبه سرعت مقایسه می کرد. در نتیجه, کامپیوترهای الکترونیکی در آن زمان نمی توانستند به سرعت چرتکه محاسبه کنند. اما پس از سالها توسعه, قدرت محاسباتی رایانههای الکترونیکی تغییر کرده است. هان ژنگفو تأکید کرد که رایانههای کلاسیک و رایانههای کوانتومی برای مقایسه اصل پیشرفته, به جای مزایا و معایب عملکرد, وگرنه علمی نیست.
چندین مشکل اساسی حل نشده باقی مانده است
در واقع, مفهوم محاسبات کوانتومی در دهه 1980 مطرح شد, و نظریه اصلی آن نیز در دهه 1990 و اوایل دهه 2000 شکسته شد. اما کامپیوترهای کوانتومی واقعی به کندی وارد شدند..
“زیرا چندین مشکل اساسی حل نشده است.”هان ژنگ فو روزانه به علم و فناوری گفت که تراشه های رایانه کوانتومی فعلی به اندازه کافی وفادار نیستند, نرخ خطا هنوز نسبتاً بالاست, الزامات نظری را برآورده نمی کند.
“حتی با کامپیوتر کوانتومی, ما هنوز به آن نیاز داریم تا بتوانیم ساختارهای محاسباتی دقیقی را به ما ارائه دهیم. حتی اگر میزان خطای آن کمتر از این باشد 5 در 10,000, ما جرات نداریم از آن برای حل مشکل استفاده کنیم, زیرا ما به نتایج آن کاملاً اعتماد نداریم.”هان ژنگ فو گفت.
انسجام کوانتومی اساس محاسبات کوانتومی است. اگر انسجام کوانتومی وجود نداشته باشد, محاسبات فقط می تواند کلاسیک باشد. متاسفانه, انسجام کوانتومی به سرعت توسط محیط از بین می رود, بنابراین تمام محاسبات کوانتومی باید قبل از اینکه اثر ناهمدوسی رخ دهد و بیت های کوانتومی را مختل کند انجام شود. این آستانه دیگری است که محاسبات کوانتومی باید از آن عبور کند., و فیزیکدانان در تلاش هستند تا انسجام کوانتومی را تا زمانی که ممکن است حفظ کنند.
دیگری “دیوار بلند” در مقابل کامپیوتر کوانتومی این است که شرایط عملیاتی آن کاملاً سخت است. بیتهای کوانتومی, به عنوان مثال, باید نزدیک به صفر مطلق کار کند, که نگهداری آن نیاز به دستگاه های خاص و حجیم دارد.
علاوه بر این, هان ژنگ فو گفت که مدار محرک کامپیوتر کوانتومی, و همچنین الگوریتم ها, نرم افزار و سایر جنبه ها نیز نیاز به بهبود مداوم دارند, در حال حاضر شرایط درخواست را ندارد.
الگوریتم ها را به عنوان مثال در نظر بگیرید, کامپیوترهای کوانتومی در کار خود به همکاری الگوریتم ها نیاز دارند. با این حال, مشخص نیست که الگوریتم های موجود چه مشکلاتی دارند, مانند الگوریتم شور, می تواند حل کند یا نمی تواند حل کند. در حال حاضر, در دسترس بودن آن را فقط می توان به صورت نظری و منطقی پیش بینی کرد.
