به گزارش لایوساینس در مقایسه با جدیدترین کامپیوترهای کوانتومی از شرکت کانادایی D-Wave Systems، حتی قدرتمندترین ابرکامپیوترهای موجود بسیار کند جلوه می‌کند.

توانایی کامپیوترهای کوانتومی برای حل مسائل که هزاران بار سریع‌تر از کامپیوترهای معمول است توجه بزرگترین و قدرتمندترین نهادهایی جهانی را به خود جلب کرده‌اند.

شرکت گوگل پنجشنبه 16 مه اعلام کرد که به همکاری مرکز پژوهشی ایمس ناسا و انجمن پژوهش فضایی دانشگاه‌ها (URSA) در حال ایجاد "لابراتوار هوش مصنوعی کوانتومی" است که در اواخر این سال در مرکز ایمس ناسا در شهر مافت فیلد کالیفرنیا در شمال غرب شهر سان خوزه مستقر خواهد شد.

سیستم کامپیوتری جدید آنها که D-Wave Two نام دارد، دومین کامپیوتر کوانتومی شرکت D-Wave و دو مین کامپیوتری از این نوع است که قرار است در کالیفرنیا نصب شود.

به گزارش جورنال نیچر شرکت لاکهید مارتی، بزرگترین شرکت تولیدکننده تجهیزات هوافضا و دفاعی، در سال 2011 یک کامپیوتری کوانتومی D-Wave خرید و آن را در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC) در لوس‌آنجلس نصب کرد.

گرچه این شرکت ظاهرا اطلاعاتی درباره قیمت کامپیوترهایش منتشر نکرده است، اما به گزارش بی بی سی قیمت D-Wave Two حدود 15 میلیون دلار است و درون جعبه‌ای به اندازه یک گلخانه قرار می‌گیرد که تراشه کوانتومی این کامپیوتر را تا درجه حرارتی نزدیک به صفر مطلق سرد خواهد کرد.

سرعتی فوق‌العاده

کامپیوترهای کوانتومی سال‌هاست که مورد توجه طراحان کامپیوتری بوده‌اند، و تنها اخیر وارد مرحله ساخت شده‌اند. این کامپیوترها در مقایسه با کامپیوتر رومیزی و لپ‌تاپ معمول در دسترس فعلی، توانایی انجام محاسبات را با سرعتی چندین برابر را دارند.

کامپیوترهای معمولی بر اساس کدهایی کار می‌کنند که با ارقام دوتایی یا "بیت‌ها" که دو مقدار یک یا صفر دارند، عمل می‌کنند. بنابراین کامپیوتری که رجیستر دوبیتی دارد، در مجموع چهار حالت متفاوت (2 به توان دو) حالت متفاوت دارد: 00، 01، 10 یا 11.

اما کامپیوتر کوانتومی فقط به دو مقدار برای هر بیت محدود نمی‌شود. هر بیت کوانتومی یا کیوبیت (qubit) می‌تواند به صورت صفر، یک یا هر دوی صفر و یک به طور همزمان – حالتی که به آن "ابرموقعیت" (superposition) می‌گونید، وجود داشته باشد.

کامپیوترهای کوانتومی با استفاده از این پدیده‌های غریب مکانیک کوانتومی به این توانایی فوق‌العاده دست می‌یابند؛ مکانیک کوانتومی یک نظریه فیزیک است که دنیای میکروسکوپی را توصیف می‌کند که در آن ذرات می‌‌توانند در یک لحظه در دو جای متفاوت باشند یا یک در یک زمان در جهات متضاد بچرخند.

آزمایش کردن D-Wave

چرا سازمان‌هایی مانند گوگل و ناسا- هم اکنون دارای تعداد بی‌شماری از کامپیوترهای بسیار قدرتمند هستند- این سرمایه‌گذاری سنگین را در حوزه نسبتا جدید کامپیوتینگ کوانتومی می‌کنند؟

بسیاری از منتقدان هم همین سوال را می‌کردند و از شرکت D-Wave می‌خواستند که ادعاهایش درباره اینکه کامپیوترهای کوانتومی ارزش این قیمت بالا و جاروجنجالی که درباره‌شان به راه افتاده است، را دارد، ثابت کند.

به نوشته نیویورک تایمز این شرکت برای به آزمایش گذاشتن کامپیوترهایش از کاترین مک‌گوچ استاد تکنولوژی و جامعه در کالج آمهرست در ماسوچوست دعوت به همکاری کرد. او به کامپیوتر D-Wave چند مسئله برای حل کردن که در آن "بهینه‌کردن" (optimization) مطرح بود.

مسائل بهینه‌کردن به زبان ساده مانند یافتن بهترین راهی است که یک فروشنده سیار بر اساس ترافیک، آب و هوا و سایر متغیرها باید انتخاب کند تا همه مشتری‌هایش را در مدت معینی از زمان ببیند.

نتایج این آزمایش تکان‌دهنده بود: ماشین D-Wave نسبت به سیستم‌های کامپیوترهای معمول 3600 بار سریع‌تر این مسائل را حل کرد و به این ترتیب توانایی بالقوه کامپیوترهای کوانتومی در حل مسائل بزرگ و پیچیده بهینه‌کردن ثابت شد.

اما برخی از پژوهشگران هنوز در این باره که واقعا کامپیوترهای کواتنومی کارکرد بسیار بهتری دارند، ابراز تردید می‌کنند، و توان عملی این کامپیوترها موضوع مباحثاتی داغی قرار گرفته است.

دانیل لیدار، رئیس مرکز کامپیوتر USC می‌گوید: "هر مسئله‌ای را که ما مورد آزمایش قرار داده‌ایم، را هنوز با کامپیوترهای کلاسیک می‌توان سریع‌تر حل کرد."

کاربردهای متنوع

گوگل علاقمند است که از کامپیوتر جدید D-Wave برای حل کردن مسائل مربوط به یادگیری ماشینی استفاده کند که در آنها کامپیوترها الگوهای اطلاعاتی را تجزیه و تحلیل می‌کند تا پیش‌بینی‌های دقیقی از پیامدهای بهینه در سیستم‌های بسیار پیچیده مانند مدل‌های آب و هوای جهانی انجام دهند.

مقامات گوگل در بیانیه خبری‌شان گفتند: "اگر ما بخواهیم بیماری‌ها را معالجه کنیم، نیاز به مدل‌های بهتر درباره چگونگی ایجاد آنها داریم. اگر بخواهیم سیاست‌های زیست‌محیطی موثر تدوین کنیم، نیاز به مدل‌های بهتر درباره عوامل موثر بر آب و هوا داریم."

ماشین D-Wave Two که گوگل، ناسا و URSA توافق کرده‌اند به طور اشتراکی از آن استفاده کنند، بر اساس یک رجیستر 512 بیتی عمل خواهد کرد و قصد بر این است که هنگام در اختیار گرفتن ظرفیت لازم این ماشین به وضعیت 2048 کیوبیتی ارتقا پیدا کند.