بیگ بنگ: گوگل اعلام کرد که با طراحی یک تراشه جدید، یکی از چالش‌های اساسی در محاسبات کوانتومی را حل کرده است؛ تراشه‌ای که سرعتی تقریباً غیرقابل تصور دارد.

این شرکت ادعا می‌کند که این تراشه می‌تواند یک آزمایش استاندارد را در کمتر از 5 دقیقه انجام دهد، در حالی که سریع‌ترین ابرکامپیوترهای امروزی برای انجام همین آزمایش به 10 سپتیلیون سال نیاز دارند. این مدت زمان بسیار بیشتر از طول عمر فعلی جهان است.

این تراشه که «ویلو» (Willow) نام دارد، دارای 105 کیوبیت است؛ کیوبیت‌ها بلوک‌های سازنده ماشین‌های کوانتومی هستند. این کیوبیت‌ها بسیار سریع هستند، اما به شدت خطاپذیرند و حتی می‌توانند تحت تأثیر عواملی کوچک مانند عبور یک ذره زیراتمی قرار بگیرند. اکنون گوگل اعلام کرده که راهی برای افزایش قابلیت اطمینان این تراشه‌ها پیدا کرده و همچنین می‌تواند خطاها را در زمان واقعی (Real-time) اصلاح کند. این یک گام بزرگ به سوی ساخت یک کامپیوتر کوانتومی عملی به شمار می‌رود.

گوگل امیدوار است که چنین دستگاه‌هایی بتوانند روزی پیشرفت‌های عظیمی در حوزه‌هایی مانند هوش مصنوعی و پزشکی ارائه دهند.

این پردازنده‌ها در یک مرکز اختصاصی جدید در سانتا باربارا، کالیفرنیا ساخته می‌شوند. در حالی که شرکت‌های رقیب بر ساخت تراشه‌هایی با تعداد کیوبیت بیشتر تمرکز کرده‌اند، گوگل معتقد است که بهبود قابلیت اطمینان کلید دستیابی به یک سیستم عملی و کارآمد است.

گوگل می‌گوید این نتایج نظریه‌هایی را تقویت می‌کند که معتقدند محاسبات کوانتومی به یک «چندجهانی»(Multiverse) از جهان‌های موازی متصل می‌شود. اما این موضوع دقیقاً به چه معناست؟

مکانیک کوانتوم، که مبنای کامپیوترهای کوانتومی است، بر رفتار عجیب ذرات در مقیاس بسیار کوچک (مانند الکترون‌ها و فوتون‌ها) بنا شده است. طبق یکی از تفسیرهای مهم این علم (تفسیر چندجهانی) هر بار که ذرات در حال تصمیم‌گیری بین چند حالت هستند (مثلاً عبور از یک مسیر یا مسیر دیگر)، تمام این حالت‌ها در جهان‌های موازی رخ می‌دهند.

در کامپیوترهای کلاسیک، بیت‌ها تنها می‌توانند در دو حالت 0 یا 1 باشند. اما در کامپیوترهای کوانتومی، کیوبیت‌ها می‌توانند در حالت‌های بی‌شمار میان 0 و 1 قرار بگیرند (به لطف پدیده superposition). این وضعیت، امکان پردازش همزمان بسیاری از حالت‌ها را فراهم می‌کند.

نظریه “چندجهانی” بیان می‌کند که یک کامپیوتر کوانتومی با ایجاد و استفاده از این جهان‌های موازی، می‌تواند مسائل پیچیده را به‌صورت هم‌زمان حل کند. به عبارتی، تراشه‌های کوانتومی مانند ویلو ممکن است از ظرفیت تمام این جهان‌های موازی بهره ببرند تا به سرعت‌های خارق‌العاده‌ای دست یابند.

اگر کامپیوتر کوانتومی واقعاً به “چندجهانی” دسترسی داشته باشد، این می‌تواند انقلابی در علم و فناوری ایجاد کند. مشکلاتی که حل آن‌ها در جهان ما غیرممکن به نظر می‌رسد (مثل شبیه‌سازی مولکول‌ها، پیش‌بینی تغییرات اقلیمی یا شکستن رمزنگاری‌های پیشرفته)، در دیگر جهان‌ها به‌صورت هم‌زمان بررسی شده و نتیجه در جهان ما ارائه شود.

سرعت شگفت‌انگیز تراشه گوگل در حل مسائل (5 دقیقه در مقابل 10 سپتیلیون سال!) ممکن است به این دلیل باشد که این تراشه، به‌نوعی، از منابع محاسباتی “دیگر جهان‌ها” استفاده می‌کند. هرچند این نظریه هنوز در حد علمی-تخیلی باقی مانده، اما آزمایش گوگل نشان می‌دهد که شاید این ایده چندان هم دور از واقعیت نباشد.

اگر این نظریه درست باشد، نه تنها کامپیوترهای کوانتومی را می‌توان به‌عنوان ابزارهای محاسباتی در نظر گرفت، بلکه آن‌ها می‌توانند به ما کمک کنند درک عمیق‌تری از ساختار واقعیت و مفهوم “جهان” پیدا کنیم.

این ادعا که تراشه ویلو از جهان‌های موازی بهره می‌برد، پنجره‌ای به دنیایی از امکانات و مفاهیم جدید باز می‌کند. حتی اگر این ادعا هنوز در حد نظریه باشد، شواهد عملکرد این تراشه نشان می‌دهد که ما در آغاز انقلابی علمی هستیم که می‌تواند ماهیت محاسبات و حتی درک ما از جهان را متحول کند.

سایت علمی بیگ بنگ / منابع: newsweek.com , unilad.com