اولین کامپیوتر کوانتومی IBM در خارج از ایالات‌متحده به تازگی فعال شده است

منتشر شده در www.zdnet.com به تاریخ ۱۵ ژوئن ۲۰۲۱
لینک منبع IBM's first quantum computer outside of the US has just gone live

پنج سال پس از اینکه IBM اولین پردازنده کوانتومی پنج کیوبیت خود را برای کاربران در دسترس قرار داد تا به ابر دسترسی پیدا کنند، این شرکت در حال حاضر اولین کامپیوتر کوانتومی را نشان می‌دهد که از نظر فیزیکی در خارج از مراکز داده مستقر در نیویورک ساخته شده‌است.

در سراسر اقیانوس اطلس، دانشمندان موسسه فرانهوفر آلمان از IBM Quantum System One پرده‌برداری کرده‌اند-اولین رایانه کوانتومی ابررسانای کشور که بیگ بلو ساخت آن را مخصوصاً برای این سازمان قرارداد بسته بود.

این دستگاه که شامل یکی از ۲۷ پردازنده فالکون IBM's می‌باشد، چند هفته پیش به صورت آنلاین وارد بازار شد و هم اکنون در دسترس دانشمندان فرانهوفر و برخی از شرکای این نهاد قرار گرفته‌است. دانشگاهیان و سازمان‌های آلمانی خارج از فرانهوفر، از این به بعد، از ترتیب دادن قراردادهای ماهانه برای استفاده از کامپیوتر برای مقاصد تحقیقاتی، آموزشی و آموزشی استقبال خواهند کرد.

هم‌کاری فرانهوفر با آی بی ام در سال گذشته به امضا رسید، که شروع توسعه جهانی برای سخت‌افزار کوانتومی بیگ بلوئس بود. این شرکت سیستم کوانتوم وان را در سال ۲۰۱۹ منتشر کرد، و آن را به عنوان اولین کامپیوتر کوانتومی تجاری جهان به کار برد؛ اما تا کنون، کاربران تنها با اتصال به مرکز محاسبات کوانتومی IBM's واقع در پوکپسی نیویورک، به دستگاه روی ابر دسترسی پیدا کرده‌اند.

از نظر فیزیکی آوردن سخت‌افزار به یک مکان جدید برای اولین بار هرگز آسان نبود-و بیماری همه‌گیر COVID19 تنها چند مانع اضافی به آن افزود. باب ساتور، نماینده ارشد کوانتومی در IBM توضیح می‌دهد که این شرکت برخی بخش‌های کلیدی و گروهی از متخصصان داخلی را برای گردآوری کامپیوتر کوانتومی به آلمان ارسال کرده‌است، اما این پاندمی بدان معنا بود که این بار، همه چیز باید از راه دور انجام می‌شد.

مهندسان IBM باید بر روش‌های الهام‌گرفته از ناسا برای مونتاژ از راه دور تکیه می‌کردند. چگونه افرادی را آموزش می‌دهید که هزاران مایل آن طرف تر هستند، زمانی که نمی‌توانید به آن‌ها نزدیک شوید و بگویید: «این کار را انجام دهید؟» ساتور به ZDNet می‌گوید. او گفت: ما مجبور بودیم تیم‌های محلی را از راه دور آموزش دهیم و با آن‌ها از راه دور کار کنیم تا همه چیز را جمع‌آوری کنیم و این ماشین را اجرا کنیم. ما تکنیک‌های جدیدی را برای قرار دادن این سیستم‌ها در سراسر جهان بدون سفر به آنجا توسعه دادیم. و جواب داد.

برای آموزش مهندسان آلمانی از آزمایشگاه توسعه IBM محلی، تیم سوتورس یک دوره مجازی را در مجمع کوانتومی گرد هم آورد. از نصب سیستم تبرید کامپیوتر گرفته تا دستکاری پردازنده فالکون، هیچ جزئیاتی کنار گذاشته نشد و دستگاه با موفقیت در راستای زمانبندی اصلی راه‌اندازی شد.

برای فرانهوفر، این بدان معنی است که این موسسه و شرکای آن در حال حاضر به یک کامپیوتر کوانتومی پیشرو که منحصرا برای سازمان‌های آلمانی ساخته شده‌است، دسترسی خواهند داشت، به جای اینکه به دسترسی ابری به سیستم‌های آمریکایی تکیه کنند.

از زمانی که مشارکت اعلام شد، موسسه مشغول بررسی کاربردهای بالقوه محاسبات کوانتومی و طراحی الگوریتم های کوانتومی است که ممکن است مزیتی را نسبت به محاسبات انجام‌شده با محاسبات کلاسیک نشان دهد.

این به این دلیل است که محاسبات کوانتومی در حال پیدایش است، و علی‌رغم پتانسیل عظیمی که محققان در حال پیش‌بینی آن هستند، بسیاری از وعده‌های تکنولوژی هنوز نظری است. پردازشگرهای کوانتومی موجود مانند IBM's Falcon با کیوبیت‌های بسیار کم و نرخ خطای بسیار بالا برای حل مشکلات مقیاس بزرگ مرتبط با کسب و کارها می‌آیند. بنابراین، تلاش تحقیق شامل تشخیص موارد استفاده است که ممکن است برای فن‌آوری مناسب باشند وقتی سخت‌افزار آماده باشد.

سیتور می‌گوید: « برای کاربران، آن‌ها باید در حال حاضر وارد شوند، آن‌ها باید درک کنند که کامپیوترهای کوانتومی چه هستند، برای چه چیزی مفید هستند و رویکردهای قابل دوام با استفاده از کامپیوترهای کوانتومی چه هستند که آن‌ها را نسبت به استفاده از محاسبات کلاسیک برتری خواهد داد.»

در فرانهوفر، محققان به انواع کاربردها از بهینه‌سازی پرتفوی در امور مالی گرفته تا برنامه‌ریزی تدارکات برای تولیدکنندگان، از طریق پروتکل‌های تصحیح خطا که می‌توانند زیرساخت‌های مهم و شبیه‌سازی مولکولی را بهبود بخشند تا شیمی و کشف مواد را به پیش ببرند، نگاه کرده‌اند.

برای مثال، با هم‌کاری مرکز هوافضا آلمان، این موسسه تحقیقاتی را برای یافتن اینکه آیا الگوریتم های کوانتومی می‌توانند فرآیندهای الکترو شیمیایی را در سیستم ذخیره انرژی شبیه‌سازی کنند، انجام داده‌است-که به نوبه خود می‌تواند به طراحی باتری‌ها و سلول‌های سوختی با عملکرد بهتر و چگالی انرژی بیشتر کمک کند.

برای آنکاترین ساممر، هماهنگ‌کننده تحقیقات در فرانهوفر، انتخاب IBM به عنوان یک شریک کوانتومی، کار عاقلانه‌ای نبود. او به ZDNet می‌گوید: « ما واقعا می‌خواستیم به سراغ فن‌آوری پیشرفته برویم که در آن شما می‌توانید توسعه الگوریتم‌ها را با بیش‌ترین سرعت ممکن شروع کنید.»

پیشنهاد IBMs در محاسبات کوانتومی نقاط قوت قابل‌توجهی دارد. از زمان انتشار اولین پردازنده کوانتومی مبتنی بر ابر، این شرکت در حال حاضر بیش از ۲۰ دستگاه Quantum System One را در دسترس قرار داده‌است که توسط بیش از ۱۴۵ سازمان در سراسر جهان در دسترس می‌باشد. دو میلیارد مدار کوانتومی هر روز با پردازنده‌های ابری ایجاد می‌شوند، و IBM در مسیر شکستن یک تریلیون مدار قبل از پایان تابستان قرار دارد.

پردازشگرهای فالکون مورد استفاده در Quantum System One، ۲۷ کیوبیت هستند، اما این شرکت به موازات یک چیپ به نام Hummingbird کار می‌کند که ۶۵ کیوبیت دارد. بیگ بلو به تازگی یک نقشه راه سخت‌افزاری کوانتومی منتشر کرده‌است که در آن متعهد شده‌است تا سال ۲۰۲۳ به بیش از ۱۰۰۰ کیوبیت برسد-که برای شروع مشاهده نتایج اولیه محاسبات کوانتومی کافی است. در نهایت، هدف IBM تولید یک سیستم کوانتومی میلیون کیوبیت است.

ساتور می‌گوید: «اگر می‌خواستم یک سیستم اسباب‌بازی را بیرون می‌انداختم و می‌گفتم:» بفرمایید، بازی کنید، نمی‌دانم آیا هرگز بهتر خواهد شد «-هیچ‌کس اهمیت نمی‌داد.» مردم به این اطمینان نیاز دارند که ماشین‌ها و نرم‌افزار و برنامه‌های کاربردی روی آن‌ها به سرعت قادر به کار بهتر از کامپیوترهای کلاسیک خواهند بود.

برای موسسه‌ای مانند فرانهوفر، مقیاس گذاری سریع تکنولوژی‌های کوانتومی که IBM وعده می‌دهد، جذاب است. و این سازمان آلمانی در گذاشتن شرط خود بر روی «بیگ بلو» تنها نیست. در سال جاری شرکت IBM Quantum System One در ژاپن به عنوان بخشی از هم‌کاری با دانشگاه توکیو تاسیس خواهد شد؛ و در ایالات‌متحده، کلینیک کلیولند اخیرا یک سفارش ۵۰۰ میلیون‌دلاری را برای شرکت IBM جهت ساخت سخت‌افزار کوانتومی در محل خود قرار داده‌است.

اما علی‌رغم اعتبار IBM، تیم تحقیقاتی فرانهوفر همچنین مشتاق است تاکید کند که هنوز خیلی زود است که بگوییم کدام رویکرد -یا رویکردها- نسبت به محاسبات کوانتومی اول نتایج را نشان خواهد داد. این صنعت به سرعت در حال گسترش است، و با شرکت‌های جدیدی که هر از چند وقت یک‌بار بر روی باند کوانتومی بالا و پایین می‌روند، تمایز قایل شدن میان «حباب» و «واقعیت» دشوار است.

به همین دلیل، علاوه بر سرمایه‌گذاری در کیوبیت‌های ابررسانای IBM، فرانهوفر در حال بررسی استفاده از روش‌های مختلف مانند تله‌های یونی یا الماس است.

سومر می‌گوید: در حال حاضر، روشن نیست که کدام تکنولوژی بهترین خواهد بود، و ما احتمالا فن‌آوری‌های مختلفی خواهیم داشت که به طور موازی برای موارد استفاده مختلف کار می‌کنند. شروع پروژه‌ها با رویکردهای مختلف منطقی به نظر می‌رسد و بعد از مدتی میزان پیشرفت و رسیدن به اهداف خود را اندازه‌گیری کنید. سپس تصمیم می‌گیرید که با کدام تکنولوژی باید پیش بروید.

این مسئله باقی می‌ماند که Quantum System One جدید و درخشان جرمنی، کشور را در موقعیت مطلوبی برای رقابت در شرایطی قرار می‌دهد که به طور فزاینده‌ای در حال شکل‌گیری برای تبدیل شدن به یک رقابت جهانی برای رهبری در محاسبات کوانتومی است.

دولت آلمان پیش از این یک برنامه ۲ میلیارد دلاری (۲.۴ میلیارد دلاری) برای ترویج فن‌آوری‌های کوانتومی در این کشور راه‌اندازی کرده‌است که علاوه بر پرچم‌دار کوانتومی کمیسیون اروپا ۱ میلیارد دلار (۱.۲۰ میلیارد دلار) است.

در همین حال، در ایالات‌متحده، یک بودجه ۱.۲ میلیارد دلاری به قانون ابتکار عمل کوانتوم ملی در سال ۲۰۱۸ اختصاص داده شد. و چین، به نوبه خود، هیچ رازی از جاه‌طلبی خود برای تبدیل شدن به یک ابرقدرت کوانتومی پیشرو را پنهان نکرده است.

دولت بریتانیا نیز ۱ میلیارد پوند (۱.۳۷ میلیارد دلار) در برنامه ملی فن‌آوری کوانتوم سرمایه‌گذاری کرده‌است. در چند سال آینده، این کشور امیدوار است که از هدایت آلمان پیروی کند و اولین کامپیوتر کوانتومی تجاری خود را راه‌اندازی کند، که توسط شرکت Rigetti Computing در کالیفرنیا ساخته خواهد شد.

این متن با استفاده از ربات ترجمه مقالات کوانتوم ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.