چین از آمریکا جلو زد/ رایانه کوانتومی جدید تمام رکوردها را شکست

به گزارش خبرنگار فناوری ایونا به نقل از ایسنا، چین مدعی شده که رایانه کوانتومی جدید آن موسوم به جیوژانگ(Jiuzhang)، محاسباتی را در عرض تنها چند میکروثانیه انجام می‌دهد که برای رایانه کوانتومی Frontier آمریکا و حتی «ال کاپیتان» که سریع‌ترین ابررایانه جهان است، چندین سال طول می‌کشد.

رایانه کوانتومی «جیوژانگ ۴.۰»(Jiuzhang 4.0) می‌تواند ۳۰۵۰ فوتون را به طور همزمان دستکاری و شناسایی کند که ۱۰ برابر بیشتر از مدل قبلی آن است.

«جیوژانگ ۴.۰» جدیدترین رایانه کوانتومی فوتونی چین است که ادعای برتری کوانتومی را مطرح می‌کند. این ابررایانه فوتونی، محاسبه پیچیده‌ای را در عرض چند میکروثانیه انجام داد که سریع‌ترین ابررایانه جهان برای انجام آن به ۱۰ به توان ۴۲ سال زمان نیاز دارد.

رایانه‌های کوانتومی که اغلب به عنوان مرز بعدی محاسبات شناخته می‌شوند، به دنبال انجام محاسباتی هستند که برای رایانه‌های کلاسیک غیرممکن است. دانشمندان امیدوارند که رایانه‌های کوانتومی به ما در حل مشکلاتی مانند تغییرات اقلیمی و تسریع کشف دارو کمک کنند.

در هسته رایانش یا محاسبات کوانتومی، بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت‌ها قرار دارند که می‌توانند چندین مقدار را به طور همزمان ذخیره کنند؛ برخلاف بیت‌های دودویی که فقط می‌توانند ۰ یا ۱ باشند. این امر به صورت تصاعدی توانایی آنها را در انجام محاسبات پیچیده افزایش می‌دهد.

در حالی که تحقیقات تحت رهبری ایالات متحده بر استفاده از کیوبیت‌های ابررسانا برای این محاسبات متمرکز بوده است، «جیوژانگ» چین از یک رویکرد فوتونی استفاده می‌کند که در آن از ذرات نور به جای کیوبیت‌های ابررسانا برای محاسبات استفاده می‌شود.

جیوژانگ چیست؟

رایانه جیوژانگ که اولین بار در سال ۲۰۲۰ رونمایی شد، اولین سیستم فوتونی جهان بود که مزیت رایانش کوانتومی را نشان داد. توسعه این دستگاه تحت رهبری پان جیانوی(Pan Jianwei) فیزیکدان کوانتومی به سرعت پیشرفت کرده است و «جیوژانگ ۴.۰» به تازگی رونمایی شد.

طبق گزارش‌ها، «جیوژانگ ۴.۰» با ۱۰۲۴ ورودی حالت فشرده در یک شبکه تداخل‌سنجی ۸۱۷۶ حالته کار می‌کند. این سیستم می‌تواند ۳۰۵۰ فوتون را به طور همزمان دستکاری و شناسایی کند که ۱۰ برابر بیشتر از مدل قبلی آن است.

محققان دانشگاه علم و فناوری چین(USTC)، همان جایی که «جیوژانگ» ساخته شده است، به این دستگاه وظیفه تکمیل نمونه‌برداری بوزون گاوسی را دادند. طبق تخمین‌ها، «ال کاپیتان» که سریع‌ترین ابررایانه جهان است، در ایالات متحده برای تکمیل این نمونه‌برداری به ۱۰ به توان ۴۲ سال زمان نیاز دارد. در حالی که «جیوژانگ ۴.۰» این کار را تنها در چند میکروثانیه انجام داد.

این دستگاه نه تنها به سرعت، بلکه به ۹۲ درصد راندمان منبع و ۵۱ درصد راندمان کلی سیستم نیز دست یافت. این مهم است، زیرا اتلاف فوتون یک مشکل اساسی در رایانه‌های کوانتومی فوتونی و یک گلوگاه اصلی در پیشرفت بیشتر این فناوری است.

ادعای برتری کوانتومی

چین با این دستاورد، به دنبال ادعای دستیابی به برتری کوانتومی است، اما همه نسبت به آن متقاعد نشده‌اند. ابتکار عمل به رهبری ایالات متحده در مورد رایانه‌های کوانتومی بر توسعه دستگاه‌های مقاوم در برابر خطا و قابل برنامه‌ریزی که قادر به اجرای برنامه‌های تجاری هستند، تمرکز دارد.

با این حال، «جیوژانگ» چین یک رایانه کوانتومی بسیار تخصصی است و فقط در کارهای تخصصی مانند نمونه‌برداری بوزون گاوسی برتری دارد. در حالی که ابررایانه‌های کلاسیک امروزی می‌توانند طیف گسترده‌ای از وظایف را انجام دهند، اما «جیوژانگ» مانند آنها نیست. با این حال، دستاوردهای «جیوژانگ» را نمی‌توان نادیده گرفت.

«جیوژانگ» ممکن است یک سیستم رایانش کوانتومی همه‌کاره نباشد، اما پیشرفت‌های سریع آن، مانند افزایش چند برابری مقیاس نسبت به تکرارهای قبلی، ستودنی است.

محققان در بیانیه‌ای گفتند: تا جایی که ما می‌دانیم، هیچ منبع محاسباتی کلاسیک واقع‌بینانه‌ای نمی‌تواند الگوریتم MPS (حالت حاصلضرب ماتریس) را به هیچ وجه به دقتی که آزمایش ما به دست آورده است، نزدیک کند.

اگرچه «جیوژانگ ۴.۰» ممکن است نهایی‌ترین رایانه کوانتومی ساخته شده تا به امروز نباشد، اما رهبری چین در رایانش کوانتومی را نشان می‌دهد. حتی اگر «جیوژانگ» در دستیابی به دقت و عملکرد بالا در یک کار تخصصیِ واحد، برتری داشته باشد، چین می‌تواند به سرعت سیستم‌های تخصصی مشابهی را برای کارهای مختلف در کشف دارو، هوش مصنوعی و حتی کاربردهای دفاعی در آینده توسعه دهد.

این پژوهش در مجله Nature منتشر شده است.

خبرنگار : شاکر