رایانش کوانتومی تجاری آمازون تا هفت سال آینده می آید

تصور کنید قفسه‌ای نه چندان بزرگ از ماشین‌ها، معماهای شیمیایی‌ای را حل کند که حتی قدرتمندترین ابررایانه‌های امروز در برابرشان ناتوان می‌مانند. به گفته رئیس هوش مصنوعی و سخت‌افزار آمازون، چنین آینده‌ای ممکن است زودتر از آنچه بسیاری انتظار دارند از راه برسد.

پیتر دی‌سانتیس، که اکنون رهبری سازمان تازه آمازون با تمرکز بر مدل‌های هوش مصنوعی، تراشه‌ها و رایانش کوانتومی را بر عهده دارد، به سی‌ان‌بی‌سی گفت انتظار دارد نخستین رایانه‌های کوانتومی با کاربرد تجاری طی پنج تا هفت سال آینده ظاهر شوند. او وعده معجزه‌های یک‌شبه نداد. در عوض، مسیری تدریجی را ترسیم کرد: ابتدا سامانه‌های کوانتومی کوچک و کاربردی وارد میدان می‌شوند، سپس سال‌به‌سال از نظر مقیاس و توانایی رشد می‌کنند و به سراغ مسائل دشوارتر می‌روند.

نخستین میدان رقابت برای برتری کوانتومی

چرا این جدول زمانی اهمیت دارد؟ چون ماشین‌های کوانتومی صرفا نسخه‌های سریع‌تر ابزارهایی نیستند که امروز استفاده می‌کنیم. کیوبیت‌ها رفتاری متفاوت از بیت‌های کلاسیک دارند. آن‌ها می‌توانند صفر، یک، یا ترکیبی از هر دو حالت را هم‌زمان داشته باشند و همین ویژگی امکان اجرای الگوریتم‌های تازه‌ای را فراهم می‌کند که به دسته‌هایی از مسائل می‌پردازند که معماری‌های کلاسیک با آن‌ها درگیرند. به زبان ساده: باید انتظار تفاوت داشت، نه فقط سرعت بیشتر.

آمازون تنها بازیگر این میدان نیست. این صنعت بسیار شلوغ شده است. گوگل، مایکروسافت و آی‌بی‌ام، در کنار شمار زیادی از استارتاپ‌ها، در رقابتی جدی هستند تا دستاوردهای آزمایشگاهی را به محصولات واقعی تبدیل کنند. سال گذشته آمازون از تراشه‌ای کوانتومی به نام اوسلوت رونمایی کرد که برای کمک به تصحیح خطا طراحی شده است، یکی از سخت‌ترین چالش‌های این فناوری. این یک گام عملی به سوی ماشین‌های قابل استفاده است، نه صرفا یک اثبات مفهومی دانشگاهی.

پیش‌بینی‌ها متفاوت است. برخی شرکت‌ها گفته‌اند کاربردهای مفید تنها چند سال با ما فاصله دارند. برخی دیگر بر احتیاط تاکید کرده‌اند و نقاط عطف تجاری واقع‌بینانه را دورتر می‌بینند. محور اصلی این اختلاف نظر آن است که پژوهشگران با چه سرعتی می‌توانند نویز را مهار کنند، تعداد کیوبیت‌ها را افزایش دهند و نرم‌افزاری بسازند که از رفتار کوانتومی به‌درستی بهره ببرد.

کدام حوزه‌ها نخستین بهره‌برداران خواهند بود؟ شیمی و علم مواد در صدر فهرست قرار دارند. شبیه‌سازی سامانه‌های مولکولی با دقت بالا، به‌طور طبیعی با سخت‌افزار کوانتومی سازگار است. این شبیه‌سازی‌ها می‌توانند کشف دارو، طراحی کاتالیست و جست‌وجو برای مواد نوین را با سرعت و دقتی پیش ببرند که شبیه‌سازی‌های کلاسیک توان رقابت با آن را ندارند.

باید انتظار داشت سامانه‌های کوانتومی اولیه، ابزارهایی تخصصی برای مسائل محدود اما با ارزش بالا باشند و با بهبود تصحیح خطا و افزایش مقیاس، دامنه کاربردشان گسترش یابد.

این بیان یادآور مقایسه دی‌سانتیس با روندی شبیه قانون مور است، جایی که توانمندی‌ها در گذر زمان روی هم انباشته و چندبرابر می‌شوند. اگر این الگو تداوم یابد، صنعت می‌تواند از دستگاه‌های کوانتومی کوچک و ویژه یک حوزه، به سامانه‌هایی همه‌کاره‌تر برسد که به‌تدریج بخش‌های گسترده‌تری از مسائل پیچیده را حل می‌کنند.

رقابت واقعی امروز کمتر بر سر تعداد خام کیوبیت‌هاست و بیشتر به نرخ خطا، سامانه‌های کنترل و پشته‌های نرم‌افزاری مربوط می‌شود که پرسش‌های دنیای واقعی را به صورت‌بندی‌های مناسب برای رایانش کوانتومی تبدیل می‌کنند. حرکت آمازون، همراه با تلاش رقبای آن، پنج سال آینده را به یکی از سرنوشت‌سازترین دوره‌ها در تاریخ محاسبات تبدیل می‌کند.