سرعت بی‌رقیب ماشین کوانتومی چین شگفتی‌ساز شد

تینا مزدکی_تیمی از پژوهشگران دانشگاه علم و فناوری چین (USTC)، وابسته به آکادمی علوم چین، در همکاری با شرکای خود، به دستاوردی چشمگیر در محاسبات کوانتومی دست یافته‌اند. آن‌ها با استفاده از نمونه اولیه Zuchongzhi-۳—یک پردازنده کوانتومی ابررسانا توانسته‌اند عملکردی بی‌سابقه در نمونه‌گیری از مدارهای تصادفی کوانتومی ارائه دهند.

سرعتی فراتر از تصور

Zuchongzhi-۳ با سرعتی حیرت‌انگیز عمل می‌کند، بسیار سریع‌تر از قدرتمندترین ابررایانه‌های کنونی و یک میلیون برابر سریع‌تر از جدیدترین نتایج محاسبات کوانتومی گوگل. این جهش بزرگ که بر پایه‌ی مدل پیشین Zuchongzhi-۲ بنا شده، بار دیگر سلطه چین را در عرصه محاسبات کوانتومی تثبیت کرده است. مقاله‌ی مربوط به این پژوهش، به سرپرستی جیانوی پان، ژیائوبو ژو، چنگ‌ژی پنگ و دیگر محققان، به عنوان مقاله‌ی جلد در ژورنال Physical Review Letters منتشر شده است.

سلطه کوانتومی به نقطه‌ای گفته می‌شود که در آن یک کامپیوتر کوانتومی قادر به انجام وظایفی است که از توان رایانه‌های کلاسیک خارج است. این مفهوم، سال‌هاست که هدف رقابت‌های جهانی قرار گرفته است. USTC سال‌هاست که مرزهای محاسبات کوانتومی را جابه‌جا می‌کند.

Zuchongzhi-۳: جهشی در عملکرد کوانتومی

در مقایسه با Zuchongzhi-۲، مدل جدید  یعنی Zuchongzhi-۳ پیشرفت‌های کلیدی را به نمایش گذاشت. تیم تحقیقاتی، عملکرد Zuchongzhi-۳ را با اجرای یک مدار تصادفی ۸۳ کیوبیتی و ۳۲ لایه‌ای بررسی کرد. نتایج نشان داد که ۱۵ مرتبه سریع‌تر از قوی‌ترین ابررایانه‌های کلاسیک عمل می‌کند و ۶ مرتبه قوی‌تر از آخرین پردازنده کوانتومی گوگل است. این موفقیت، بزرگ‌ترین برتری محاسباتی کوانتومی در یک سامانه ابررسانای کوانتومی تاکنون به شمار می‌رود.

افق‌های جدید در تحقیقات کوانتومی

پس از دستیابی به بزرگ‌ترین مزیت محاسبات کوانتومی، این تیم به دنبال پیشرفت‌های بیشتری در حوزه‌های زیر است:

تصحیح خطای کوانتومی
بررسی درهم‌تنیدگی کوانتومی
شبیه‌سازی کوانتومی و شیمی کوانتومی

آن‌ها همچنین معماری شبکه‌ای دوبعدی کیوبیت‌ها را توسعه داده‌اند، که باعث افزایش ارتباطات بین کیوبیتی و بهبود نرخ انتقال داده می‌شود. کد سطحی (Surface Code) نیز پیاده‌سازی شده و تیم در حال توسعه‌ی تصحیح خطای کوانتومی با کدهای فاصله ۷، ۹ و ۱۱ است. این پیشرفت‌ها زمینه را برای یکپارچه‌سازی و کنترل در مقیاس بزرگ بیت‌های کوانتومی فراهم می‌کند.

پذیرش جهانی و تأثیرات این کشف

این تحقیق، تحسین گسترده‌ای را در جامعه علمی برانگیخته است. یکی از داوران ژورنال Physical Review Letters این پیشرفت را چنین توصیف کرده است:«این پژوهش، عملکرد یک رایانه کوانتومی ابررسانای جدید را نشان می‌دهد که در سطحی بی‌نظیر قرار دارد و ارتقایی قابل توجه نسبت به مدل ۶۶ کیوبیتی قبلی (Zuchongzhi-۲) محسوب می‌شود.»

به دلیل اهمیت فوق‌العاده‌ی این مطالعه، مجله Physics Magazine نیز مقاله‌ای ویژه منتشر کرده و به بررسی عمیق این نوآوری‌ها پرداخته است. با معرفی Zuchongzhi-۳، جهان محاسبات کوانتومی یک گام دیگر به سلطه نهایی بر محاسبات کلاسیک نزدیک‌تر شده است. این سامانه نه‌تنها سریع‌ترین و قوی‌ترین پردازنده کوانتومی ابررسانای حال حاضر است، بلکه مسیر را برای تحقیقات پیشرفته‌تر در فیزیک کوانتومی و پردازش اطلاعات هموار کرده است.

درحالی‌که رقابت میان چین، آمریکا و دیگر کشورهای پیشرو همچنان ادامه دارد، Zuchongzhi-۳ نشان داده که چین در خط مقدم این فناوری قرار دارد و ممکن است آینده‌ی محاسبات کوانتومی را برای همیشه تغییر دهد.

منبع: scitechdaily

۵۸۳۲۳