فیلموجو فیلموجو

تراشه کوانتومی جدید گوگل؛ نقطه عطفی در تاریخ رایانش

دسته بندی: اخبار سایت
85 بازدید


مقاله‌های مرتبط:

جان مارتینیس، رهبری تیمی از محققان گوگل را بر عهده دارد که در زمینه توسعه‌ی چیپ‌های ابرقدرت‌مند ساخته‌شده بر مبنای قوانین فیزیک کوانتوم کار می‌کنند. او به‌تازگی ضرب‌الاجلی چندماهه برای خود و تیمش برای رسیدن به نقطه عطفی در تاریخ پردازش کامپیوتری تعیین کرده است.

مارتینیس می‌گوید تا قبل از پایان سال جاری، او و تیمش موفق به ساخت دستگاهی خواهند شد که به «برتری کوانتومی» دست پیدا خواهد کرد. منظور او از عبارت برتری کوانتومی، توانایی انجام محاسباتی است که از محدوده‌ی قدرت پردازشی تمامی کامپیوترهای متداول فعلی خارج است. برای اثبات این ادعا، قرار است چیپ گوگل در آزمایشی کنترل‌شده با یکی از قوی‌ترین ابرکامپیوترهای دنیا به رقابت بپردازد. مارتینیس در این باره می‌گوید:

فکر می‌کنم برای انجام این آزمایش آماده باشیم. [در حقیقت] همین حالا می‌توانیم این کار را انجام دهیم.

گوگل در حال ساخت یک کامپیوتر کوانتومی، با استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی دیگر است

یکی از دلایل اعتماد به نفس بالای مارتینیس این است که گوگل همین حالا صاحب یک چیپ کوانتومی است که می‌تواند ویژگی‌های کلیدی مورد نیاز برای ساخت دستگاه جدید – که قرار است به‌صورت مستقیم با یک سوپرکامپیوتر به رقابت بپردازد – را بررسی کند؛ این یعنی گوگل در حال ساخت یک کامپیوتر کوانتومی، به‌وسیله‌ی یک کامپیوتر کوانتومی دیگر است.

کامپیوترهای کوانتومی که به‌جای استفاده از بیت‌های دیجیتال، از کیوبیت (Qubit) استفاده می‌کنند، قادرند با استفاده از قوانین حاکم بر دنیای فیزیک کوانتوم، بسیاری از محاسبات سخت را دور بزنند. محققان تا به حال توانسته‌اند تنها با استفاده از گروه‌های کوچکی از کیوبیت‌ها، مدل‌های ساده‌ای از رایانش کوانتومی به نمایش بگذارند. برای مثال، گوگل پیش از این نتایج به‌دست‌آمده از یک چیپ را منتشر کرد که تنها از ۹ کیوبیتِ صف‌کشیده روی یک خط استفاده می‌کرد. اما مارتینیس می‌گوید برای آزمایش «برتری کوانتومی» به آرایه‌ای متشکل از ۴۹ کیوبیت احتیاج است.

چیپ کوانتومی گوگل

چیپ کوانتومی گوگل، آماده برای آزمایش

آخرین چیپ کوانتومی گوگل تنها ۶ کیوبیت داشت که در آرایه‌ای ۲ در ۳ چیده شده بودند. به گفته‌ی مارتینیس، این چیپ نشان می‌‌دهد که تکنولوژی گوگل در صورت استفاده‌ی پهلو به پهلو از کیوبیت‌ها نیز جواب می‌دهد؛ ویژگی که برای ساخت دستگاه‌های کوانتومی بزرگ‌تر، ضروری خواهد بود.

کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند با استفاده از قوانین حاکم بر فیزیک کوانتوم، بسیاری از محاسبات سنگین را دور بزنند

چیپ ۶ کیوبیتی گوگل همچنین آزمایشی برای یافتن روش ساخت چیپ‌های کوانتومی بزرگ‌تر به شمار می‌رود. در روش گوگل، کیوبیت‌ها و سیستم «سیم‌کشی روی مدار» سنتی، روی دو چیپ جداگانه سوار می‌شوند و سپس به روش Bump Bonding به یکدیگر متصل می‌شوند. هدف از این روش – که تیم گوگل به مدت دو سال است روی آن کار می‌کند – حذف خطوط کنترلی است که معمولا در چیپ‌های بزرگ از آن‌ها به کار می‌روند و باعث ایجاد اختلال در عملکرد کیوبیت‌ها می‌شوند. تلاش‌های مارتینیس و تیمش بالاخره پس از ۲ سال در حال نتیجه دادن است و فرآیند مذکور با موفقیت، نیاز به استفاده از خطوط کنترل در چیپ‌های کوانتومی را مرتفع کرده است. با توجه به این پیشرفت، تیم گوگل می‌تواند با سرعت بیشتری کار خود را ادامه دهد.

مارتینیس با اشاره به مفید بودن این آزمایش برای خود گوگل، می‌گوید:

این هدف‌گذاری و ضرب‌الاجل به مدیران گوگل نیز کمک کرده است. سرگی برین (از مؤسسان گوگل) بسیار قدردان این پروژه است. همه به‌خوبی اهمیت کار ما را درک می‌کنند و درباره‌ی آن هیجان‌زده هستند. تلاش ما این بود که موفق به کسب حمایت از درون گوگل شویم و این پروژه باعث شده است تا بتوانیم با بسیاری از دیگر مهندسان گوگل ارتباط برقرار کنیم.

کامپیوتر کوانتومی گوگل

قلب D-Wave، کامپیوتر کوانتومی مورد استفاده در لابراتور مشترک «هوش مصنوعی کوانتومی» گوگل و ناسا

مارتینیس که اواخر سال ۲۰۱۴ از دانشگاه سانتا باربارای کالیفرنیا به گوگل پیوسته است، می‌گوید طراحی چیپ‌هایی با ۳۰ تا ۵۰ کیوبیت از همین حالا در دست توسعه است. تیم تحت رهبری او در گوگل تنها یکی از گروه‌های پژوهشی صنعتی است که در حال حاضر روی توسعه‌ی رایانش کوانتومی کار می‌کنند. رقابت برای توسعه‌ی پردازنده‌های کوانتومی تنها به گوگل محدود نمی‌شود. اینتل، مایکروسافت، IBM و حتی تعدادی از استارتاپ‌های کوچک در حال تلاش برای رسیدن هر چه سریع‌تر به فناوری ساخت کامپیوترهای کوانتومی هستند.

گوگل، اینتل، مایکروسافت و آی‌بی‌ام، در حال تلاش برای رسیدن به فناوری ساخت کامپیوترهای کوانتومی هستند

سیمون گوستاوسون، از محققان MIT، عقیده دارد که در این میان گوگل دست بالاتر دارد و پس از آن، IBM نیز در رقابتی تنگاتنگ با غول جست‌وجو، از جمله پیشتازان رایانش کوانتومی به شمار می‌رود. رقابت در زمینه‌ی پردازش کوانتومی از جهاتی شبیه به رقابت‌های فضایی در دوران جنگ سرد است؛ از این جهت که پیروزی در این رقابت، بار تبلیغاتی بسیار مثبتی برای برنده به همراه خواهد داشت. موفقیت در آزمایش «برتری کوانتومی» باعث خواهد شد تا گوگل بتواند سریع‌تر از رقبای خود به یکی از بزرگ‌ترین نقاط عطف در تاریخ رایانش برسد؛ هرچند برای کاربردی شدن کامپیوترهای کوانتومی، تعداد کیوبیت‌های پردازنده باید بسیار بیشتر از ۵۰ عدد باشد. 

کریس مونرو، استاد دانشگاه مریلند و مؤسس استارتاپ کوانتومی IonQ، می‌گوید:

چنین موفقیتی تنها از لحاظ آکادمیک یک نقطه عطف محسوب می‌شود. بعد از آن باید بتوانید متوجه شوید که چگونه می‌توان چنین پردازنده‌ای را در مقیاس بالا تولید کرد و برای آن برنامه نوشت.

مارتینیس نیز قبول دارد که هنوز راه درازی تا تکامل پردازش کوانتومی باقی مانده است؛ اما استدلال می‌کند که آزمایش اخیر گوگل می‌تواند به بنچمارکی برای آزمایش عملکرد کامپیوترهای کوانتومی در آینده تبدیل شود.



لینک منبع



برچسب‌ها:

دیدن این مطالب نیز به شما توصیه میشود

۰نظر ارسال شده است

ارسال نظر

شما هم نظری ارسال کنید

ارسال نظر

به نکات زیر توجه کنید

  • نظرات شما پس از بررسی و تایید نمایش داده می شود.
  • لطفا نظرات خود را فقط در مورد مطلب بالا ارسال کنید.