روزنامه سازندگی

آی‌تی اینترنت

منتشر شده در تاریخ جمعه 5 مهر 1398 ساعت 23:43

رایانش کوانتومی گوگل/ کارشناسان معتقدند برتری کوانتومی بزرگ‏ترین دستاورد علمی بشر است

متخصصان دنیای فناوری، تولد مفهومی به‏نام برتری کوانتومی را نزدیک می‏دانند. مفهومی که به‏معنای کامپیوترهای کوانتومی کاربردی برای همه‏ی افراد خواهد بود. آنها چنین رخدادی را در همه‏ی حوزه‏های علمی و کاربردی جهان تأثیرگذار می‏دانند. منظور از حوزه‏های متنوع می‏تواند علومی همچون شیمی، فیزیک فضایی، پزشکی، امنیت، ارتباطات و بسیاری موارد دیگر باشد.

سازندگی: برخی کارشناسان برتری کوانتومی را بزرگ‏ترین دستاورد علمی بشر از زمان کشف قدرت آتش می‏دانند. شاید چنین تعریفی اغراق‏آمیز به‏نظر برسد، اما به‏هرحال با توجه به اخبار پیرامون کامپیوترهای کوانتومی، تأثیرگذاری عمیق آن دور از انتظار نیست. به‏هرحال گوگل در صورت دستیابی به چنین برتری، باز هم جایگاه خود را به‏عنوان یکی از غول‏های صنعت فناوری تثبیت می‏کند و فرمانروایی قدرتمندتری در بازار خواهد داشت.درحال‌حاضر کامپیوترهای کوانتومی متعددی در جهان وجود دارند، اما هیچ‏یک از آنها قابلیت انجام فرایندی بیشتر از کامپیوترهای سنتی ندارند. درواقع هر فعالیتی که کامپیوترهای کوانتومی کنونی انجام می‏دهند، با کامپیوترهای سنتی هم قابل انجام خواهد بود و برتری، تنها در سرعت انجام دیده می‏شود. به‏علاوه شرکت‏های متعددی همچون IBM، D-Wave، گوگل، مایکروسافت،Rigetti و بسیاری دیگر هم به توسعه‏ی کامپیوترهای کوانتومی مشغول هستند.
اخباری که اکنون پیرامون برتری کامپیوتری شنیده می‏شود، مفهوم جدیدی به‏نام قانون Neven را مطرح می‏کنند. این اسم از نام یکی از پیش‏گامان گوگل در بحث کوانتومی انتخاب شد. هارتموت نِوِن، از متخصصان تأثیرگذار گوگل در حوزه‏ی کوانتوم است که روند کنونی را شبیه به گلوله‏ی برفی در حال رشد با سرعت‌نمایی تشبیه می‏کند. در بخش‏های بعدی به جزئیات نظریه‏ی نون می‏پردازیم، اما ابتدا تعریفی از تأثیر برتری کوانتومی در دنیای حاضر ارائه می‏کنیم.

اهمیت برتری کوانتومی برای کاربران عادی
متخصصان دنیای فناوری، تولد مفهومی به‏نام برتری کوانتومی را نزدیک می‏دانند. مفهومی که به‏معنای کامپیوترهای کوانتومی کاربردی برای همه‏ی افراد خواهد بود. آنها چنین رخدادی را در همه‏ی حوزه‏های علمی و کاربردی جهان تأثیرگذار می‏دانند. منظور از حوزه‏های متنوع می‏تواند علومی همچون شیمی، فیزیک فضایی، پزشکی، امنیت، ارتباطات و بسیاری موارد دیگر باشد.
شاید تصورات بالا، مفاهیمی غیرواقعی با هدف افزایش خبر و گمانه‏زنی در دنیای رسانه باشند، اما به‏هرحال چنین پیش‏بینی‏هایی امروز متعادل‏تر و واقعی‏تر از سایر به‏نظر می‏رسند. تصورات بلندپروازانه‏تر، رایانش کوانتومی را پایه‏ای بر کشفیات بسیار بزرگ در رمز و رازهای جهان هستی می‏دانند. از نظر آنها مفاهیمی همچون پیدایش هستی و بررسی زندگی در خارج از سیاره‏ی زمین هم با رایانش کوانتومی ممکن می‏شود.رایانش کوانتومی امروز فناوری مرزی محسوب می‏شود. به بیان‏ دیگر هنوز دستور کاری برای استفاده از ذرات زیراتمی برای انجام فرایندهای رایانش وجود ندارد. به‏هرحال با توجه به همین مفاهیم محدود کنونی، می‏توان نتیجه‏گیری کلی از آینده‏ی این نوع از رایانش داشت. امروز می‏دانیم که کامپیوترهای کوانتومی (به‏خاطر تفاوت‏های ساختاری) هیچ‏گاه جایگزین کامپیوترهای سنتی نمی‏شوند. درواقع توسعه‏ی آنها هم با چنین هدفی انجام نمی‏شود.
کاربران هیچ‏گاه نمی‏توانند گوشی‏های هوشمند کنونی یا کامپیوترهای شخصی را با یک کامپیوتر کوانتومی جایگزین کنند. همان‏طور که تعویض کردن کفش‏های ورزشی با یک موشک هسته‏ای ممکن نیست، استفاده از کامپیوتر کوانتومی به‏جای کامپیوترهای سنتی نیز غیرمنطقی به‏نظر می‏رسد. درواقع آنها دستاوردهایی با اهداف متفاوت هستند. به‏بیان‏ ساده‏تر اگرچه کفش و موشک هردو برای جابه‏جایی استفاده می‏شوند، اما قطعا کاربرد متفاوت دارند. کامپیوترهای کلاسیک به کاربر امکان می‏دهد تا فعالیت‏هایی همچون بازی کردن، بررسی ایمیل، وب‏گردی و اجرای اپلیکیشن‏ها را انجام دهد. درمقابل کامپیوترهای کوانتومی اکثرا برای انجام شبیه‏‏سازی‏های بسیار پیچیده استفاده می‏شوند که سیستم‏های باینری (سیستم‏هایی که در ساختار بیتی کامپیوترهای کنونی اجرا می‏شوند) امکان پیاده‏سازی آنها را ندارند. درنهایت می‏توان ادعا کرد که کامپیوترهای کوانتومی کاربردی برای مصرف‏کننده‏های عادی ندارند، اما قطعا سازمان‏هایی علمی همچون ناسا یا MIT از آنها استفاده خواهند کرد.
 

گوگل و رایانش کوانتومی
قطعا برتری کوانتومی یک دستاورد بزرگ علمی محسوب می‏شود. ازطرفی نمی‏توان درباره‏ی آینده‏ای با حضور کامپیوترهای آن‏چنانی، تصورات بسیار بلندپروازانه داشت. به‏بیان دیگر با ظهور آن نوع از کامپیوترها، به آرمان‏شهری علمی و فناورانه دست پیدا نخواهیم کرد. گوگل ادعا می‏کند کامپیوتری کوانتومی در دست توسعه دارد که توانایی انجام کارهای غیرممکن برای کامپیوترهای سنتی را خواهد داشت. نمی‏توان با این ادعا، تصوری عالی از آینده‏ای با حضور کامپیوتر گوگل داشت. درواقع متخصصان هم تنها به‏خاطر ادعای گوگل، به آینده‏ی برتری کوانتومی امیدوار نشده‏اند. آنچه آنها را امیدوار و هیجان‏زده می‏کند، مفهوم قانون Neven است. البته این قانون، شباهتی به قانون ندارد.
قانون نِوِن را می‏توان عبارتی قابل‏فهم برای مفهومی بیان کرد که هارتموت نِوِن ابداع کرده است. سمپوزیوم بهاره‏ی کوانتومی گوگل در ماه مه سال جاری برگزار شد و نِوِن سخنرانی قابل توجهی در آن داشت. او ادعا کرد که کارآیی کامپیوترهای کوانتومی و قابلیت‏های آنها با سرعتی بسیار بالا پیشرفت می‏کند. همه می‏دانیم که پیشرفت کامپیوترهای معمولی از سیستم کارت پانچی تا رسیدن به گوشی‏های هوشمند قدرتمند امروزی حدود ۵۰ سال طول کشید. اگر ادعای نِوِن صحیح باشد، پیشرفت به کامپیوترهای کوانتومی در کسری از آن زمان محقق خواهد شد.
در میان بازیگران کنونی دنیای کوانتوم، IBM دیدگاهی متفاوت به موضوع دارد. آنها اکنون در خط مقدم فناوری کوانتوم قرار دارند. دستیابی آنها به مفاهیم برتری کوانتومی گوگل دور از انتظار نیست، اما در اینجا با تفاوت تعاریف روبه‏رو هستیم. رسانه‏ی The Next Web مصاحبه‏ای با IBM داشت و نظر آنها را پیرامون اخبار جدید درباره‏ی برتری کوانتومی گوگل جویا شد.
در سال‏های اخیر اخبار فراوانی پیرامون رایانش کوانتومی خوانده‏ایم. اکنون برای اولین‏بار دستاوردی همچون برتری کوانتومی بیش از همیشه نزدیک تصور می‏شود. با‏ وجود این هنوز نمی‏توان با قطعیت درباره‏ی دستاوردهای آتی صحبت کرد و باید کمی احتیاط در نتیجه‏گیری‏ها اعمال کنیم. در این‏ میان قانون نِوِن ادعا می‏کند که تا پایان سال جاری میلادی به چنین دستاورد مهمی دست خواهیم یافت. شاید در ماه‏های آتی شاهد قدرت رایانشی باشیم که کامپیوترهای سنتی را به دستگاه‏های پانچ‏ کارت در ذهن ما شبیه کند.

 

قدرتمندترین‭ ‬ابرکامپیوتر‭ ‬دنیا

مقاله‏ی تحقیقی متعلق به اهالی مانتین‏ویو هفته‏ی گذشته منتشر شد. فایننشال‏تایمز روز جمعه گزارش این مقاله را منتشر و ادعا کرد یکی از مسائل بسیار دشوار ریاضی با کامپیوتر کوانتومی گوگل، تنها در عرض سه دقیقه حل شده است. حل مسئله‏ی مذکور با استفاده از ابرکامپیوتر IBM Summit، قوی‏ترین ابرکامپیوتر کنونی جهان، به ۱۰ هزار سال زمان نیاز خواهد داشت.

محققان گوگل در گزارش‏های خود به دفعات از اصطلاح برتری کوانتومی استفاده می‏کنند که آن را نتیجه‏ی فعالیت‏های تحقیق و توسعه خود می‏دانند. فایننشال‏تایمز می‏گوید این اصطلاح در گزارش جدید هم دیده شده است. به‏‏طور خلاصه، برتری کوانتومی به توانایی حل وظایفی گفته می‏شود که بدون استفاده از کامپیوتر کوانتومی حل‏شدنی نبوده‏اند. منابع خبری برای شفاف‏سازی بیشتر با گوگل تماس گرفته؛ ولی پاسخی دریافت نکرده‏اند. رایانش کوانتومی ظرفیت‏های علمی و تحقیقاتی فراوانی دارد. به‏احتمال زیاد، اولین کاربردهای این نوع از رایانش برای شبیه‏سازی‏های تحقیقاتی در علوم فیزیک و شیمی خواهد بود. شبیه‏سازی‏های مذکور به‏‏دلیل پیچیدگی زیاد عموما با کامپیوترهای سنتی انجام‏دادنی نیستند؛ به‏ویژه در شبیه‏سازی مواد شیمیایی پیچیده، کامپیوترهای کلاسیک توانایی چندانی ندارند. به‏علاوه، با استفاده از رایانش کوانتومی می‏توان پیشرفت‏های چشمگیری در علوم داروسازی و حتی ساخت سلول‏های خورشیدی به‏دست آورد. درنهایت، توسعه‏ی هوش مصنوعی و بهبود خودروهای خودران و حتی مدیریت پورتفولیوهای سرمایه‏گذاری نیز جزو حوزه‏های کاربرد رایانش کوانتومی خواهد بود. دیگر غول فعال در حوزه‏ی رایانش کوانتومی یعنی IBM، چندی پیش چهاردهمین کامپیوتر کوانتومی خود را رونمایی کرد که قدرت پردازشی ۵۳ کیوبیت دارد و از اکتبر برای مشتریان عرضه می‏شود. از شرکت‏های دیگر می‏توان به AT&T اشاره کرد که مشغول کار روی پروژه‏های شبکه‏ی کوانتومی است.