معرفی Willow پردازنده کوانتومی گوگل

تیم Google Quantum AI پردازنده کوانتومی جدید خود را با نام Willow معرفی کرد. اگرچه هنوز کامپیوترهای کوانتومی عملیاتی نشده‌اند ولی این دستاورد گوگل زمینه را برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی در مقیاس بزرگ فراهم می‌سازد. پردازنده Willow دارای ۱۰۵ کیوبیت است و زمان Coherence در آن پنج برابر نسبت به ساخته‌های قبلی گوگل بهبود پیدا کرده است (از ۲۰ میکرو ثانیه به ۱۰۰ میکروثانیه).طبق بنچمارک Random Circuits Sampling پردازشی که توسط Willow پنج دقیقه زمان می‌برد با بهترین سوپر کامپیوتر موجود ۱۰ به توان ۲۵ سال زمان نیاز دارد (بیشتر از عمر جهان هستی)!!!

برای توضیحات فنی اینجا را بخوانید.

منظور از کیوبیت چیست؟

کیوبیت یا Qubit (Quantum Bit) کوچکترین واحد اطلاعات در محاسبات کوانتومی است. برخلاف تعریف کلاسیک بیت که ۰ یا ۱ است، Qubit می‌تواند در حالت Superposition باشد!

پدیده Superposition یکی از مفاهیم بنیادی کوانتوم است. به این معنی که یک ذره کوانتومی می‌تواند تمامی حالت‌های مختلف را هم زمان داشته باشد تا زمانی که اندازه گرفته شود! آزمایش گربه شرودینگر یکی از مثال‌های معروف برای شرح این پدیده کوانتومی است.

یک Qubit می‌تواند ترکیبی از ۰ و ۱ باشد! زمانی که Qubit اندازه‌گیری شود، وضعیت آن به ۰ یا ۱ تبدیل می‌شود، که نتیجه پایانی یک محاسبات کوانتومی است. یک سیستم کوانتومی با n کیوبیت می‌تواند دو به توان n وضعیت مختلف را به طور همزمان پردازش کند در حالی که یک سیستم n بیتی تنها یک وضعیت را در لحظه پردازش می‌کند.

رایج‌ترین روش ساخت کیوبیت استفاده از ابررسانا است! یکی از چالش‌های اساسی در ساخت کیوبیت مدت عمر آن است که با عنوان Coherence شناخته می‌شود. یعنی زمانی که کیوبیت در حالت Superposition باقی می‌ماند. به دلیل وضعیت بسیار حساس کیوبیت احتمال خطا در محاسبات کوانتومی بسیار بالا است. اضافه شدن کیوبیت‌های بیشتر احتمال خطا را نیز بیشتر می‌کند. به همین جهت کدینگ‌های مختلفی برای تشخیص و رفع خطا در این محاسبات طراحی شده است.

ارتباط Willow با جهان‌های موازی؟!

آقای Hartmut Neven در بلاگ پستی که برای معرفی Willow منتشر کرده ادعا می‌کند سرعت پردازش Willow وجود جهان‌های موازی را اثبات می‌کند! این فرضیه اولین بار توسط David Deutsch در کتاب The Fabric of Reality در سال ۱۹۹۷ مطرح شد. دلیل این ادعا سرعت بسیار بالای پردازنده‌های کوانتومی است ولی هیچ اثبات یا برهان علمی برای آن وجود ندارد. طبق این ادعا پردازنده‌های کوانتومی با اتصال به سایر پردازنده‌ها در جهان‌های موازی حالت‌های مختلف خود را با یکدیگر به اشتراک گذاشته و به این ترتیب می‌توانند چندین حالت مختلف را در لحظه محاسبه کنند در حالی که عملاً در دنیای خود تنها در حال پردازش یک حالت هستند! همان‌طور که اشاره شد این موضوع صرفاً یک ادعا بدون پایه علمی است.

کامپیوترهای کوانتومی و هک شدن بیت‌کوین!

امنیت بسیاری از سیستم‌های رمزنگاری از جمله بلاک‌چین‌هایی نظیر بیت‌کوین و اتریوم به توانایی پردازشی وابسته است. به عبارت دیگر در صورت داشتن توان پردازشی بالا بسیاری از سیستم‌های رمزنگاری شکسته شده و دیگر امنیت کاربران را حفظ نخواهند کرد. توان محاسباتی مورد نیاز برای شکستن رمزنگاری بیت‌کوین بیش از یک میلیون کیوبیت تخمین زده می‌شود (منبع). از این رو فعلاً فاصله بسیار زیادی تا ساخت پردازنده‌های کوانتومی برای شکستن سیستم‌های رمزنگاری وجود دارد. از طرفی تلاش‌های بسیاری برای Quantum Proof کردن سیستم‌های رمزنگاری و بلاک‌چین در جریان است که می‌تواند تا زمان معرفی کامپیوترهای کوانتومی قدرتمند این چالش را حل کرده باشد.

اگر به اخبار و نوآوری‌های هوش‌مصنوعی و رباتیک علاقه دارید به کانال من در تلگرام ملحق شوید تا هر روز در جریان جدیدترین‌های این حوزه قرار بگیرید!
خبرنامه هوش مصنوعی دومان