اینتل به دستاوردی انقلابی در حوزه رایانش کوانتومی دست پیدا کرد

به‌لطف دستاورد جدید اینتل و یکی از شرکای تجاری‌اش، امکان قراردادن سخت‌افزار کیوبیت و قطعه‌ی الکترونیکی کنترل‌کننده‌ی آن روی یک تراشه فراهم می‌شود. بسیاری از دنبال‌کنندگان اخبار فناوری با بیت (Bit) و بایت (Byte) به‌عنوان واحدهای اساسی در حوزه‌ی رایانش آشنایی است. درواقع، بیت و بایت در حوزه‌ی رایانش همچون واحدهای متر و اینچ برای بیان اندازه و مسافت است. با‌این‌حال، بیت و بایت به رایانش قدیمی مربوط می‌شود و امروزه ممکن است تا حد زیادی نتوانند جواب‌گو باشد. درزمینه‌ی رایانش امروزه گوگل و اینتل تلاش زیادی می‌کند تا روی مبحثی به‌نام رایانش کوانتومی (Quantum Computing) مانور دهد. در رایانش کوانتومی که امروزه توجه زیادی به آن می‌شود، استفاده از واحدی جدید با عنوان کیوبیت (Qubit) را شاهد هستیم. کیوبیت را می‌توان کوچک‌ترین واحد ذخیره‌ی اطلاعات و معیاری از مقدار اطلاعات کوانتومی به‌شمار آورد.

برخلاف واحد بیت که امروزه هم به‌شکل گسترده استفاده می‌شود، امکان کنترل کیوبیت کمی سخت‌تر است. این موضوع به‌ویژه در دماهای مختلف‌ خودش را نشان می‌دهد و مشکلاتی ایجاد می‌کند. اینتل و یکی از شرکای تجاری‌اش با نام QuTech اخیرا در خبری مهم اعلام کرده‌اند به دستاوردی جدید در حوزه‌ی رایانش دست یافته‌اند. به‌لطف فناوری انقلابی جدید اینتل و QuTech، به سیستم‌های مبتنی‌بر رایانش کوانتومی این امکان داده می‌شود در محیط‌های دارای دمای بیشتر نیز به ‌فعالیت خود ادامه دهد. بدین‌ترتیب، اینتل یک قدم به تولید رایانه‌های کوانتومی کاربردی نزدیک‌تر شده است.

کنترل کیوبیت (مخفف کوانتوم‌بیت) همچون بسیاری از دیگر مفاهیم مطرح در حوزه‌ی رایانش کوانتومی کار ساده‌ای نیست. در واحد بیت، معیارهای صفر و یک یا روشن و خاموش مجزا از یکدیگر را شاهد هستیم؛ با‌این‌حال، کیوبیت می‌تواند هر دو معیار صفر و یک (روشن و خاموش) را براساس وضعیت آن‌ها‌ اجرا کند. کیوبیت به‌طورویژه بر ذرات زیراتمی نظیر الکترون‌ها به‌همراه فوتون‌ها متکی است. همین موضوع باعث می‌شود ماهیت کلی کیوبیت به‌گونه‌ای باشد که بتوان از آن به‌عنوان دلیل اصلی تبدیل سیستم‌های مبتنی‌بر رایانش کوانتومی به ابررایانه‌های آینده یاد کرد.

افزون‌بر‌این، کیوبیت برای فعالیت مشکلات زیادی پیش ‌روی شرکت‌های سازنده قرار می‌دهد. در بسیاری از مواقع، این مشکلات به‌ دو دلیل اصلی ایجاد می‌شود: دلیل اول این است که کیوبیت فقط در دمای بسیار کم فعالیت می‌کند؛ بنابراین، برای فعالیت آن باید محیطی فراهم کرد که دمای آن به‌میزان درخورتوجهی کم باشد. این موضوع به‌خودی‌خود مشکل دوم را ایجاد می‌کند. در دماهای بسیار کم، قطعات کنترل‌کننده‌ی الکترونیکی کیوبیت از خود کیوبیت جدا می‌شود.

دقیقا در همین مرحله است که دستاورد جدید اینتل وارد کار می‌شود. اینتل از این دستاورد با نام «کیوبیت داغ» یاد می‌کند. به‌لطف دستاورد جدید اینتل و شریک تجاری‌اش، کیوبیت می‌تواند در دماهای بیش از یک کلوین (تقریبا ۲۷۲- درجه‌ی سلسیوس) نیز کار کند. در‌حال‌حاضر، رایانه‌های کوانتومی برای پردازش کارهای مختلف مجبور است در دماهای گستره‌ی میلی‌کلوین فعالیت کند که تنها اندکی بیشتر از دمای صفر مطلق است. جالب است بدانید رایانه‌های واقع در فضای خارج از زمین در دمای سه کلوین فعالیت می‌کند. چنین دستاوردی از نظر عملی به اینتل امکان می‌دهد سخت‌افزار کوانتومی و مدار الکترونیکی کنترل‌کننده‌ی آن را روی یک تراشه قرار دهد. این نوع تراشه می‌تواند به تولید رایانه‌های کوانتومی پیشرفته‌تر منتهی شود.

دستاورد جدید اینتل در بلندمدت نیز می‌تواند مزیت‌هایی به‌همراه بیاورد. به‌لطف این اتفاق،‌ تراشه‌های تولیدشده پیچیدگی کمتری دارد و بهره‌وری آن‌ها نیز بیشتر است. این تراشه‌های جدید می‌تواند بدون ایجاد هرگونه مشکل و فداکردن دقت، دو قسمت یادشده، یعنی سخت‌افزار و بخش کنترل‌کننده را به یکدیگر متصل کند. اینکه اینتل می‌تواند در چه زمانی تولید چنین تراشه‌هایی را عملی کند، فعلا نامشخص است و حتی شاید فکرکردن به آن در اوضاع‌واحوال فعلی درست نباشد؛ چون فاصله‌ی زیادی تا رخداد این اتفاق مهم داریم.

به‌علاوه اینتل و QuTech هنوز جزئیات دقیقی از دستاورد جدیدشان منتشر نکرده‌اند و تنها اطلاعات ابتدایی را دردسترس رسانه‌ها قرار داده‌اند. ظاهرا اینتل و QuTech فناوری جدیدشان را روی دو کیوبیت آزمایش کرده‌اند؛ درحالی‌که رایانه‌های کوانتومی پیشرفته‌ی امروزی دَه‌ها کیوبیت دارد. گفته می‌شود رایانه‌های بسیار قدرتمند که بتواند ازپسِ هر کاری بربیاید، به بیش از یک‌میلیون کیوبیت نیاز پیدا خواهد کرد. دقیقا به‌همین‌دلیل است که می‌گویم دستاورد جدید اینتل این شرکت را تنها «یک قدم» به تولید رایانه‌های کوانتومی پیشرفته‌تر نزدیک می‌کند. البته همین قدم اهمیت بسیار زیادی دارد. در‌حال‌حاضر، رایانش کوانتومی فقط در شرکت‌های بزرگی به‌وقوع می‌پیوندد که ازپسِ هزینه‌های گزاف آن برمی‌آید؛ بنابراین، به‌‌زودی رایانه‌های کوانتومی دردسترس افراد و شرکت‌های معمولی نخواهد گرفت.

منبع: zoomit.ir