به گزارش لایو ساینس، پژوهشگران ژاپنی رایانه کوانتومی اتم خنثی و تمام پشته شونکای را روشن کردهاند و قصد دارند این سامانه را تا مارس ۲۰۳۱ به ۱۰ هزار کیوبیت ارتقا دهند. شونکای بهعنوان نخستین سامانه تمام پشته ژاپن از این نوع معرفی شده است؛ یعنی نرمافزار، لایههای کنترل و سختافزار را با هم ترکیب میکند تا ورودیهای کاربر را دریافت کرده و خروجی ارائه دهد.
طراحی تمام پشته با این هدف انجام شده که دستگاه در محیطهای پژوهشی سریعتر و سادهتر قابل استفاده باشد. از نظر نظری، وجود نرمافزار و لایههای کنترل یکپارچه به پژوهشگران اجازه میدهد آزمایشها و الگوریتمها را بدون نیاز به ساخت زیرساختهای کنترل جداگانه اجرا کنند. تیم شونکای میگوید در سالهای آینده دسترسی کاربران بیرونی و دیگر پژوهشگران را به این سامانه فراهم خواهد کرد.
کنجی اوموری، رهبر پروژه و استاد علوم فوتومولکولی در مؤسسه علوم مولکولی، گفته است استفاده پژوهشگران از شونکای میتواند اثرات گستردهای در صنعت، دانشگاه و دولتها در سراسر جهان ایجاد کند. تیم توسعه همچنین قصد دارد شونکای را در یک مرکز مشترک ابررایانش موجود ادغام کند و یک مرکز پردازش ترکیبی بسازد که آن را مرکز کوانتوم-GPU مینامند.
جایگاه شونکای در فناوری کوانتومی امروز
رایانههای کوانتومی بهجای قواعد کلاسیک، بر پایه فیزیک کوانتوم کار میکنند. واحدهای پایه اطلاعات در آنها کیوبیت هستند که میتوانند به شکل مدارهای ابررسانا، یونهای بهدامافتاده یا فوتونها ظاهر شوند. کیوبیتها میتوانند در حالت ۱، حالت ۰ یا برهمنهی هر دو حالت بهطور همزمان قرار بگیرند؛ ویژگیای که اساس پردازش کوانتومی را شکل میدهد.
کیوبیتها بسیار شکنندهاند. اختلالهای کوچک محیطی میتوانند آنها را ناپایدار کنند یا اطلاعات ذخیرهشده در آنها را از بین ببرند، بنابراین دستیابی به دقت بالا همچنان یکی از چالشهای اصلی رایانش کوانتومی است. نرخ خطا در کیوبیتها حدود یک خطا در هر هزار عملیات برآورد میشود، در حالی که بیتهای رایانش کلاسیک معمولا نرخ خطایی در حدود یک در هر میلیارد یا یک در هر تریلیون عملیات دارند. بخش بزرگی از پژوهشهای کنونی بر اصلاح خطای کوانتومی متمرکز است؛ روشی که با ایجاد افزونگی در شیوه کدگذاری اطلاعات میان کیوبیتها، خطر نابود شدن کل محاسبه بر اثر خطاهای کوچک را کاهش میدهد.
راهبرد کلی در این حوزه آن است که ابتدا کیوبیتهای باکیفیتتر ساخته شوند و سپس تعداد کیوبیتها در یک سامانه افزایش یابد تا ماشینهای کوانتومی در نهایت بتوانند با سریعترین ابررایانههای کلاسیک رقابت کنند.
شونکای که نام آن از هارومی شیبوکاوا، اخترشناس ژاپنی قرن هفدهم، گرفته شده است، با استفاده از اتمهای خنثی بهعنوان کیوبیت، بهجای مدارهای ابررسانای فوقسرد، بخشی از این محدودیتها را هدف میگیرد. اتمهای خنثی با استفاده از موچینهای نوری به دام افتاده و در جای خود نگه داشته میشوند؛ روشی که اتمهای منفرد را با پرتوهای لیزری بسیار متمرکز آرایش داده و دستکاری میکند.
نظر بگذارید
نظرات (2)
این ادعاها خیلی بزرگن... نرخ خطا هنوز بالاست، چطور با اتمهای خنثی ۱۰هزار رو عملی میکنن؟ بیشتر جزئیات فنی لازمه، حس میکنم یه چیزایی جا افتاده
وااای! شونکای واقعا جالبِ، ۱۰هزار کیوبیت تا ۲۰۳۱؟ اگه درست باشه تحولیست. امیدوارم زود دسترسی بدن، ولی هزینه و خنک سازی چطور قراره حل بشه؟