واحد خبر mobile.ir : کمپانی گوگل روز دوشنبه 9 دسامبر 2024 (19 آذر 1403)، با انتشار مقاله‌ای در وبلاگ رسمی شرکت، از توسعه یک تراشه کوانتومی به نام Willow خبر داد. به گفته گوگل، Willow یک گام بلند در جریان سفری‌ست که بیش از 10 سال قبل در گوگل آغاز شد. توسعه این تراشه می‌تواند پیشرفت چشمگیری در حوزه رایانش کوانتومی محسوب شود؛ حوزه‌ای که به باور کارشناسان، برای بسیاری از کمپانی‌های فناوری، جبهه کارزار بعدی خواهد بود. اعلام رونمایی از تراشه Willow، با تیترهای خبری اغراق‌آمیز و تا حدی هیجانی از سوی برخی خبرگزاری‌ها همراه بود، اما به باور کارشناسان، رایانش کوانتومی هنوز در دنیای واقعی، کاربردی ندارد.

به گفته فرانچسکو ریچوتی (Francesco Ricciuti)، از کارشناسان کمپانی سرمایه‌گذاری خطرپذیر Runa Capital، بات هوش مصنوعی ChatGPT در لحظه‌ای ظهور کرد که همگی به ارزش و کاربرد هوش مصنوعی در زندگی روزمره پی برده بودند. لذا برای درک ارزش تراشه‌های کوانتومی نیز به همان لحظه نیاز داریم که ظاهراً هنوز فرا نرسیده است. البته قبل از هر گونه پیش‌داوری در این زمینه، باید ببینیم گوگل چه ادعاهایی را در خصوص تراشه جدید Willow مطرح می‌کند.

طرفداران رایانش کوانتومی بر این باورند که این نوع رایانش می‌تواند مسأله‌هایی را حل کند که کامپیوترهای کنونی از حل آن ناتوان‌اند. در رایانش کلاسیک، اطلاعات در قالب بیت‌ها ذخیره می‌شود. در این سیستم، هر بیت می‌تواند 0 و یا 1 باشد. در مقابل، در رایانش کوانتومی از بیت‌ کوانتومی یا در اصطلاح «کیوبیت» (quibit) استفاده می‌شود. هر کیوبیت، می‌تواند 0، یا 1 یا هر مقداری بین این دو باشد. از لحاظ نظری، کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند حجم به‌مراتب بزرگ‌تری از داده‌ها را پردازش کنند. همین امر می‌تواند زمینه پیشرفت‌های چشمگیری در پزشکی، علوم طبیعی و حتی مدیریت امور مالی را به دنبال داشته باشد.

به گفته هارت‌موت نِوِن (Hartmut Neven)، نویسنده مقاله منتشرشده در وبلاگ گوگل، طبیعتاً هرچه تعداد کیوبیت‌های مورد استفاده بیشتر باشد، تعداد خطاهای رخ داده نیز افزایش یافته و سیستم، کلاسیک می‌شود. در حقیقت، گوگل – بر خلاف ادعای پیشین خود درباره قدرت بالای کامپیوتر کوانتومی که در سال 2019 از آن رونمایی کرد – هیچ ادعایی در رابطه با قدرت تراشه Willow ندارد. بلکه امتیاز اصلی Willow آن است که می‌تواند با افزایش تعداد کیوبیت‌ها، تعداد خطاها را به شکل تصاعدی کاهش دهد. این ویژگی Willow، می‌تواند به چالشی قدیمی در حوزه اصلاح خطای کوانتومی – که حدود 30 سال بی‌پاسخ مانده – خاتمه دهد.

گوگل عملکرد تراشه Willow را با استفاده از روشی موسوم به بنچمارک RCS اندازه‌گیری کرده است. RCS کوتاه‌شده random circuit sampling به معنی نمونه‌برداری تصادفی از مدار بوده و شامل تسک‌های کامپیوتری می‌شود که انجام آنها برای کامپیوترهای کلاسیک دشوار است. شاید جالب باشد که بدانید، طبق ادعای گوگل، Willow موفق شد یک عملیات محاسباتی پیچیده را در کمتر از 5 دقیقه انجام دهد. این در حالی‌ست که انجام همین عملیات محاسباتی برای سریع‌ترین ابرکامپیوترهای امروزی چیزی حدود 1025 سال طول خواهد کشید! به گفته نِوِن، این مدت زمان از تمام مقیاس‌های زمانی شناخته‌شده در علم فیزیک فراتر بوده و حتی از قدمت پیدایش هستی نیز بیشتر است.

آیا گوگل حقیقتاً موفق به خلق دستاوردی بزرگ در حوزه کوانتوم شده است؟

وینفرد هنزنگر (Winfried Hensinger)، استاد فناوری‌های کوانتومی در دانشگاه ساسکس انگلستان، بر این باور است که تراشه Willow نحوه برخورد کامپیوترهای کوانتومی با خطاهایی که در طول عملیات رخ می‌دهند را متحول کرده و از این رو یک نقطه عطف در این حوزه محسوب می‌شود. به گفته وی، هر چه تعداد کیوبیت‌های مورد استفاده جهت اصلاح خطاها بیشتر باشد، تکنیک گوگل در کاهش خطاها نیز مؤثرتر می‌شود. همین نکته است که Willow را به دستاوردی مهم برای کامپیوترهای کوانتومی تبدیل می‌کند.

البته با وجود این باور خوش‌بینانه که رایانش کوانتومی می‌تواند روزی جهان (یا حداقل نقش کامپیوترها در جهان) را تغییر دهد، متخصصین معتقدند که پیشرفت کوانتومی گوگل، هنوز در دنیای واقعی کاربردی ندارد. به باور فرانچسکو ریچوتی، ادعای گوگل مبنی بر موفقیت در توسعه Willow، در نتیجه تسک‌ها و بنچمارک‌هایی به دست آمده که عملاً هیچ مورد استفاده‌ای در دنیای واقعی برای آنها تعریف نشده است. به گفته ریچوتی، مهندسین گوگل سعی دارند مسأله‌ای بسیار پیچیده را برای کامپیوترهای عادی تعریف کنند که کامپیوترهای کوانتومی به‌راحتی از حل آنها برمی‌آیند. شکی نیست که این یک کار فوق‌العاده است، اما الزاماً مفید نیست.

به گفته هنزنگر، Willow هنوز برای انجام محاسبات مفید خیلی کوچک است. بد نیست بدانید، کامپیوترهای کوانتومی برای حل مسائل صنعتی مهم به میلیون‌ها کیوبیت نیاز دارند، در حالی که تراشه Willow تنها 105 کیوبیت دارد. همچنین، تراشه Willow بر مبنای کیوبیت‌های ابررسانا ساخته شده است؛ این تکنولوژی به‌شدت به خنک‌کنندگی نیاز داشته و همین امر یک عامل محدودکننده به حساب می‌آید.

هنزنگر معتقد است ساخت کامپیوترهای کوانتومی با این تعداد بالا از کیوبیت‌ها و با استفاده از کیوبیت‌های ابررسانا اساساً کاری دشوار است، زیرا خنک کردن این تعداد کیوبیت تا دمای مطلوب (نزدیک به صفر مطلق یا همان 273 درجه زیر صفر) عملاً مشکل یا غیرممکن است.

حرکت گوگل به سمت کارکردهای Willow در دنیای واقعی

گوگل اذعان دارد که بنچمارک RCS هیچ کاربرد شناخته‌شده‌ای در دنیای واقعی ندارد. در عین حال، این کمپانی شبیه‌سازی‌های علمی جالبی از سیستم‌های کوانتومی انجام داده که به اکتشافات علمی جدیدی منجر شده، که البته با استفاده از کامپیوترهای کلاسیک نیز شدنی بوده‌اند. حال، هدف گوگل آن است که هر دو مورد را به طور همزمان انجام دهد. به گفته هارت‌‌موت نِوِن، هدف گوگل آن است که از یک سو به قلمروی الگوریتم‌هایی پا بگذارد که برای کامپیوترهای کلاسیک دست‌نیافتنی باشند و از سوی دیگر این الگوریتم‌ها در دنیای واقعی نیز کاربرد داشته باشند.

در پایان گفتنی‌ست، ارزش سهام آلفابت (شرکت مادر گوگل) یک روز پس از رونمایی از تراشه کوانتومی Willow حدود 4 درصد نسبت به روز قبل افزایش داشت. البته الزاماً نمی‌توان این پدیده را به اعلام خبر رونمایی از Willow نسبت داد.