ماجرای دستیابی گوگل به «برتری كوآنتومی» و اثری كه میتواند در زندگی ما داشته باشد، چیست؟
گربه شرودینگر در دنیای رایانه
هفته گذشته در پی انتشار مقالهای علمی از محققان شركت گوگل در وبگاه ناسا، خبری در شبكههای اجتماعی و پایگاههای خبری منتشر شد كه از دستیابی گوگل به فناوری رایانههای كوآنتومی خبر میداد. در این مقاله گوگل ادعا كرده بود رایانه كوآنتومیای ساخته است كه میتواند مسائلی را حل كند كه قدرتمندترین ابررایانههای كنونی برای حلشان به ده هزار سال زمان احتیاج دارند! افتخاری كه به آن دستیابی به برتری كوآنتومی (quantum supremacy) میگویند. برخی از ناظران، دستیابی به این فناوری را آغازگر عصر تحولاتی شگرف در زندگی بشر و پیشرفت فناوری ارزیابی كردهاند. با این حال مدت كوتاهی پس از انتشار این مقاله، به دلایل نامشخصی كه احتمالا بیشتر جنبه امنیتی داشته است، این مقاله از دسترس خارج شد. اما روزنامه انگلیسی فایننشال تایمز پیش از برداشته شدن این مقاله آن را شكار و سوژه خبری خود كرد. هرچند پس از آن جزئیات جدیدی در مورد این دستاورد از سوی گوگل در پاسخ به خبرگزاریها منتشر نشد. اما رایانههای كوآنتومی چه ویژگیهایی دارند؟ چرا دستیابی به این فناوری برای غولهای فناوری بسیار مهم است؟ آینده دنیای فناوری پس از رسیدن به این فناوری چه خواهد بود؟ اینها تعداد اندكی از پرسشهایی است كه این روزها ذهن علاقهمندان فناوریهای پیشرو را درگیر خود كرده است.
این آزمایش كه گاهی به صورت پارادوكس تعریف میشود، نشان میدهد اگر قوانین مكانیك كوآنتومی بر اشیای عادی و روزمره اعمال شود، چه اتفاقی میافتد.
این گونه پارادوكسها در مكانیك كوآنتومی بسیار زیاد است. اما با این همه مكانیك كوآنتومی در پیشبینی نتایج بسیاری از آزمایشها بهطور درخشانی موفق بوده است و بر رفتار ترانزیستورها و مدارهای مجتمع كه جزو اساسی اجزای دیجیتالی است حاكم بوده و بنیان شیمی و زیستشناسی نوین را میسازد.
دستیابی به فناوری تولید رایانههای كوآنتومی آرزویی است كه در سالهای اخیر هدف بسیاری از غولهای بزرگ فناوری مانند گوگل بوده است. گوگل پیش از این نیز در سال 1396/ 2017 ادعا كرده بود تا پایان سال به این فناوری دست پیدا خواهد كرد، اما در پایان سال خبری از دستیابی به این فناوری بزرگ نبود. در این سالها رقبای گوگل مانند اینتل، مایكروسافت و آیبیام نیز تلاشهایی در جهت تولید رایانههای كوآنتومی با افزایش تعداد واحدهای كیوبیت (واحدهای تشكیل دهنده پردازندههای كوآنتومی) كه در حقیقت دلیل قدرتمندی رایانههای كوآنتومی هستند، انجام دادند، اما با انتشار این خبر به نظر میرسد گوگل این بار توانسته به پیروزی بزرگی در برابر رقبایش برسد.
مأموریتی برای 2 غول بزرگ
جزئیات مقاله منتشرشده از گوگل نشان میدهد محققان برای تولید این رایانه از پردازنده كوآنتومی به نام «سیكامور» شامل 53 كیوبیت عملكردی استفاده كردهاند كه توانسته یكی از مسائلی كه به صورت تصادفی انتخاب شده و حلش برای ابررایانه قدرتمندی مانند سامیت ده هزار سال تخمین زده میشد را در 200 ثانیه حل كند. البته گوگل پس از برداشتن این مقاله از وبگاه ناسا، درست كمی پس از انتشار آن، دیگر به صورت رسمی در مورد آن صحبت نكرده و تقاضای خبرگزاریها را نیز برای توضیح جزئیات بیشتر نپذیرفته است. به همین جهت هنوز نمیتوان مطمئن بود كه این ادعا از سوی متخصصان حوزه كوآنتوم نیز تأیید خواهد شد یا نه. حتی برخی از رسانهها با مطرحكردن این موضوع كه محاسبات انجامشده با این رایانه با كمك ابررایانههای امروزی ده هزار سال زمان نیاز دارد، صحت این محاسبات را با ابزارهای موجود غیرقابل اثبات میدانند.
گوگل در این طرح بزرگ تحقیقاتی با ناسا همكاری داشته كه شاید كمی عجیب به نظر برسد، اما در حقیقت علت این همكاری به سال گذشته بازمیگردد كه گوگل برای استفاده از ابررایانههای ناسا برای آزمون و مقایسه نتایج تحقیقات كوآنتومیاش با ناسا تفاهمنامهای را امضا كرد. نتایج منتشرشده در مقاله علمی نامبرده نیز براساس دادههای به دست آمده برای حل مسالهای بسیار پیچیده با رایانه كوآنتومی و ابررایانههای ناسا، پیشرفتهترین رایانههای عصر حاضر، به دست آمده است. در مقاله منتشر شده به نقل از محققان این پروژه تحقیقاتی، رایانه كوآنتومی توانسته از پس حل كردن مساله پیچیدهای بربیاید كه با هیچ رایانه دیگری تاكنون قابل حل نبوده است.
فعلا خبری از رایانههای كوآنتومی
در بازار نیست!
داریو گیل، از محققان شركت رایانهای آیبیام كه مطالعاتش در زمینه تولید رایانههای كوآنتومی است، معتقد است این دستاورد كه البته هنوز جزئیات آن به خوبی مشخص نیست در خصوص حل محاسبات بسیار تخصصی بوده و الزاما به این معنی نیست كه دستاورد گوگل میتواند پاسخگوی تمام محاسبات باشد. به نظر این متخصص كوآنتوم قرار نیست هیچوقت رایانههای كوآنتومی جایگزین رایانههای سنتی شوند، بلكه هر یك از آنها وظایف و محاسبات ویژهای را بر اساس ظرفیتها و ویژگیهای منحصربهفردی كه دارند به خوبی انجام خواهند داد و همچنان رایانههای رایج كنونی برای انجام برخی مأموریتها بهترین ابزار خواهند بود.
بنابراین انتشار این خبر به این معنی نیست كه خیلی زود شاهد روانه شدن رایانههای كوآنتومی به بازار و جایگزینی آنها به جای رایانههای امروزی خواهیم بود، بلكه در حقیقت گوگل توانسته با این ضربه، درها را به سوی دوران جدید محاسبات كوآنتومی بگشاید كه آغازی برای تحولی بسیار عظیم به شمار میرود. محاسبات كوآنتومی این امكان را فراهم میكنند كه مسائلی كه حلشان در رایانههای رایج تقریبا ناممكن بوده، در مدت بسیار كوتاهی حل شوند، اما همچنان این فناوری مستعد خطاهای بسیار است؛ زیرا هر تغییر كوچك ناخواستهای در شرایط فیزیكی پردازندهها مانند تغییر دما یا لرزشی بسیار اندك میتواند عملكرد كیوبیتها را بهطور كامل مختل كند. به همین دلیل، هنوز تلاش محققان برای ساخت سختافزارهایی مقاومتر، با قابلیت كنترل بیشتر و توسعه با تعداد زیاد واحدهای پردازنده ادامه دارد و هنوز سالهای زیادی با رایانههای كوآنتومی كه بتوانند مشكلات متعدد را به آسانی حل كنند فاصله داریم.
گوگل در حال حاضر پیشروترین شركت در زمینه فناوریهای كوآنتومی است، اما تا زمانی كه جزئیات كامل این دستاورد منتشر نشود، نمیتوان فهمید بشر تا چه حد توانسته برمحدودیتهای سختافزاری رایانههای كوآنتومی غلبه كند و فناوری مورد نیاز برای تولید تجاری رایانههای كوآنتومی با تعداد بسیار زیاد پردازندههای كیوبیتی را به دست آورد! كسی چه میداند، شاید این خبر ادعای اولیهای بوده كه هنوز برای پختهترشدن به زمان احتیاج دارد یا شاید در همین لحظه آینده دانش پردازش اطلاعات در دستان گوگل قرار دارد و پس از تشنه كردن ذهنهای كنجكاو قرار است از آن به صورت رسمی رونمایی شود!