بیگ بنگ: توانایی کامپیوترهای کوانتومی بسیار هیجان انگیز می‌باشد. این کامپیوترها با استفاده از پدیده‌ی عجیب کوانتوم، محاسبات را بسیار سریع‌تر از کامپیوترهای امروزی انجام می‌دهند.

به گزارش بیگ بنگ، متاسفانه هنوز کامپیوترهای کوانتومی در ابعاد بزرگ وجود ندارند اما شرکت IBM در حال آماده شدن برای آینده است و اعلام کرده در نظر دارد تا اواخر سال جاری میلادی سرویس محاسبات کوانتومی را معرفی کند. نام این سرویس ای بی ام کیو(IBM Q) خواهد بود و این امکان را می‌دهد تا مردم در قبال پرداخت هزینه، از طریق اینترنت به کامپیوتر‌های کوانتومی سطح اولیه دسترسی داشته باشند.

در حال حاضر این کامپیوترها تنها از 5 کیوبیت استفاده می‌کنند، بنابراین بسیار سریعتر از یک کامپیوتر امروزی نیست. اما تکنولوژی آنها در حال بهتر شدن است. این شرکت امیدوار است تا در سال آینده آن را به 50 کیوبیت برساند و در همان حال نرم‌افزارها و سیستم‌های آنلاین مورد نیاز را می‌سازد تا وقتی که این کامپیوتر حاضر شد هر کسی از هر جای دنیا بتواند از تمام قدرت کامپیوتر کوانتومی استفاده کند. برخلاف کامپیوترهای مرسوم که از بیت‌های صفر و یک برای کد کردن اطلاعات استفاده می‌کنند، کامپیوتر‌های کوانتومی از پدیده‌ای عجیب به اسم برهم نهی بهره می‌برند که به اتم این امکان را می‌دهند تا به طور همزمان یک و صفر باشند. این کیوبیت‌های کوانتومی به کامپیوترهای کوانتومی قدرت پردازشی بسیار بیش از کامپیوترهای متداول می‌دهد.

اما در حال حاضر ساخت و دستکاری کردن کیوبیت‌ها حتی در آزمایشگاه‌های بسیار پیشرفته، کار بسیار دشواری است. به همین دلیل است که ای بی ام با وجود دهه‌ها تحقیق توانسته است تنها 5 کیوبیت را در یک کامپیوتر در کنار هم قرار دهد. و این کیوبیت‌ها باید تا دمای نزدیک صفر مطلق سرد شوند تا قادر به انجام محاسبات باشند. شرکت‌هایی همچون گوگل و آزمایشگاه‌های چند دانشگاهی نیز کامپیوترهای کوانتومی ابتدایی ساخته‌اند. گوگل حتی از کامپیوتر کوانتومی خود برای شبیه‌سازی یک ملکول برای اولین بار استفاده کرده است که توانایی این تکنولوژی را در ابعاد بالا نشان می‌دهد. اما IBM به جای تمرکز تنها بر روی سخت‌افزار علاقه‌مند به ساخت نرم‌افزارهایی برای کامپیوترهای کوانتومی و چگونگی دادن دسترسی عمومی به آنها است.

آرویند کریشنا، معاون ارشد ابر هیبریدی و مدیر تحقیقات ای بی ام می‌گوید:« ای بی ام چندین دهه است که به دنبال توسعه‌ و پیشرفت در حوزه‌ی محاسبات کوانتومی است. آنچه ما می‌خواهیم فراهم کردن دسترسی به سیستم‌های کوانتومی و استفاده از توانایی‌های بالای آنها  برای جوامع علمی و تجاری است.» این سیستم بر پایه‌ی تجارب کوانتومی شرکت ساخته شده که سال گذشته به طور رایگان در اختیار محققان قرار گرفت. ای بی ام کیو از نرم‌افزار مشابه با  ابر استفاده می‌کند و برای کاربردها‌ی تجاری و علاوه بر آن برای استفاده‌ی هر برنامه‌نویس و توسعه دهنده که مایل به نوشتن کد برای سیستم‌های کوانتومی است، باز است. اساس کار کامپیوترهای کوانتومی را در ویدئوی زیر از زبان میچیو کاکو مشاهده کنید:

دانلود ویدئو

هدف آماده سازی یک سرویس مبتنی بر ابر و تجاری است تا به محض آماده شدن کامپیوتر‌های کوانتومی بتوان از آن استفاده کرد. کریستوفر مونرو از دانشگاه مریلند که با IBM کار نمی‌کندبه مجله‌ی Scientific American گفت: « قرار دادن این کامپیوتر در ابر بدیهی است اما ممکن است رساندن سیستم به سطحی که بتوان آن را بر روی ابر قرار داد زمان بر باشد.»

در حالی که شبیه‌سازی یک ماشین 5 کیوبیتی بر روی کاغذ بسیار ساده است، کیوبیت‌های واقعی کاملا به این شیوه‌ای که انتظار داریم عمل نمی‌کنند، چرا که با اتم‌ها سروکار داریم که بسته به شرایط محیطی رفتارشان عوض می‌شود. ایزاک چانگ، فیزیکدان دانشگاه MIT گفت: «چالش واقعی استفاده از الگوریتم‌ها بر روی یک سخت‌افزار واقعی و دارای نواقص است.»

ای بی ام در معرفی سرویس خود اشاره کرده است که در چند ماه گذشته بیش از 40000 کاربر از کامپیوتر کوانتومی برای ساخت و اجرای 275000 برنامه‌ی آزمایشی استفاده کرده‌اند و تاکنون 15 مقاله‌ی تحقیقاتی بر اساس آن منتشر شده است. آنها پیش‌بینی می‌کنند که در آینده سرویس‌های کوانتومی کاربردی‌تر خواهند شد. IBM در معرفی سرویس خود گفت: « کامپیوتر‌های کوانتومی  برای مسائل بسیار مهمی که الگوی آنها به دلیل موجود نبودن داده، قابل مشاهده نیست و مسائلی که حجم داده و پردازش مورد نیاز بسیار بیشتر از توان کامپیوترهای متداول است، بسیار مناسب است.» هنوز در مورد هزینه‌ی استفاده از این سرویس یا چگونگی استفاده‌ی کاربران از آن، خبری منتشر نشده است. اما در هر صورت استفاده از کامپیوتر‌های کوانتومی به عنوان اولین کاربران این سرویس می‌تواند بسیار هیجان انگیز باشد.

ترجمه: معصومه رحیمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com