سرعت بی رقیب ماشین کوانتومی چین شگفتی ساز شد

تینا مزدکی_تیمی از پژوهشگران دانشگاه علم و فناوری چین (USTC)، وابسته به آکادمی علوم چین، در همکاری با شرکای خود، به دستاوردی چشمگیر در محاسبات کوانتومی دست یافته اند. آن ها با استفاده از نمونه اولیه Zuchongzhi۳—یک پردازنده کوانتومی ابررسانا توانسته اند عملکردی بی سابقه در نمونه گیری از مدارهای تصادفی کوانتومی ارائه دهند.

سرعتی فراتر از تصور

Zuchongzhi۳ با سرعتی حیرت انگیز عمل می کند، بسیار سریع تر از قدرتمندترین ابررایانه های کنونی و یک میلیون برابر سریع تر از جدیدترین نتایج محاسبات کوانتومی گوگل. این جهش بزرگ که بر پایه ی مدل پیشین Zuchongzhi۲ بنا شده، بار دیگر سلطه چین را در عرصه محاسبات کوانتومی تثبیت کرده است. مقاله ی مربوط به این پژوهش، به سرپرستی جیانوی پان، ژیائوبو ژو، چنگ ژی پنگ و دیگر محققان، به عنوان مقاله ی جلد در ژورنال Physical Review Letters منتشر شده است.

سلطه کوانتومی به نقطه ای گفته می شود که در آن یک کامپیوتر کوانتومی قادر به انجام وظایفی است که از توان رایانه های کلاسیک خارج است. این مفهوم، سال هاست که هدف رقابت های جهانی قرار گرفته است. USTC سال هاست که مرزهای محاسبات کوانتومی را جابه جا می کند.

Zuchongzhi۳: جهشی در عملکرد کوانتومی

در مقایسه با Zuchongzhi۲، مدل جدید  یعنی Zuchongzhi۳ پیشرفت های کلیدی را به نمایش گذاشت. تیم تحقیقاتی، عملکرد Zuchongzhi۳ را با اجرای یک مدار تصادفی ۸۳ کیوبیتی و ۳۲ لایه ای بررسی کرد. نتایج نشان داد که ۱۵ مرتبه سریع تر از قوی ترین ابررایانه های کلاسیک عمل می کند و ۶ مرتبه قوی تر از آخرین پردازنده کوانتومی گوگل است. این موفقیت، بزرگ ترین برتری محاسباتی کوانتومی در یک سامانه ابررسانای کوانتومی تاکنون به شمار می رود.

افق های جدید در تحقیقات کوانتومی

پس از دستیابی به بزرگ ترین مزیت محاسبات کوانتومی، این تیم به دنبال پیشرفت های بیشتری در حوزه های زیر است:

تصحیح خطای کوانتومی
بررسی درهم تنیدگی کوانتومی
شبیه سازی کوانتومی و شیمی کوانتومی

آن ها همچنین معماری شبکه ای دوبعدی کیوبیت ها را توسعه داده اند، که باعث افزایش ارتباطات بین کیوبیتی و بهبود نرخ انتقال داده می شود. کد سطحی (Surface Code) نیز پیاده سازی شده و تیم در حال توسعه ی تصحیح خطای کوانتومی با کدهای فاصله ۷، ۹ و ۱۱ است. این پیشرفت ها زمینه را برای یکپارچه سازی و کنترل در مقیاس بزرگ بیت های کوانتومی فراهم می کند.

پذیرش جهانی و تأثیرات این کشف

این تحقیق، تحسین گسترده ای را در جامعه علمی برانگیخته است. یکی از داوران ژورنال Physical Review Letters این پیشرفت را چنین توصیف کرده است:«این پژوهش، عملکرد یک رایانه کوانتومی ابررسانای جدید را نشان می دهد که در سطحی بی نظیر قرار دارد و ارتقایی قابل توجه نسبت به مدل ۶۶ کیوبیتی قبلی (Zuchongzhi۲) محسوب می شود.»

به دلیل اهمیت فوق العاده ی این مطالعه، مجله Physics Magazine نیز مقاله ای ویژه منتشر کرده و به بررسی عمیق این نوآوری ها پرداخته است. با معرفی Zuchongzhi۳، جهان محاسبات کوانتومی یک گام دیگر به سلطه نهایی بر محاسبات کلاسیک نزدیک تر شده است. این سامانه نه تنها سریع ترین و قوی ترین پردازنده کوانتومی ابررسانای حال حاضر است، بلکه مسیر را برای تحقیقات پیشرفته تر در فیزیک کوانتومی و پردازش اطلاعات هموار کرده است.

درحالی که رقابت میان چین، آمریکا و دیگر کشورهای پیشرو همچنان ادامه دارد، Zuchongzhi۳ نشان داده که چین در خط مقدم این فناوری قرار دارد و ممکن است آینده ی محاسبات کوانتومی را برای همیشه تغییر دهد.

scitechdaily

۵۸۳۲۳