برتری گوگل در محاسبات کوانتومی به چه معناست؟

ترجمه و تالیف : فاطمه شیرزادفر
تاریخ انتشار : 14 فروردین 99
خواندن در 3 دقیقه
دسته بندی ها : اخبار طراحی

در این مقاله از راکت برتری گوگل در محاسبات کوانتومی را بررسی می‌کنیم. در ۲۳ اکتبر ۲۰۱۹، Sundar Pichai مدیرعامل شرکت گوگل پستی در خصوص برتری گوگل در محاسبات کوانتومی منتشر کرد:

قهرمان محاسبات کوانتومی

امروز نشریه Nature خبری مبنی بر اینکه تیم محققان گوگل به موفقیت بزرگی در محاسبات کوانتومی رسیده‌اند و به برتری کوانتومی (quantum supremacy) دست‌پیدا کرده‌اند،‌ منتشر کرد. این بدان معناست که ما از یک کامپیوتر کوانتومی برای حل مشکلی استفاده کردیم که یک کامپیوتر کلاسیک در مدت زمان معقول قادر به انجام آن نیست. این لحظه بیانگر یک نقطه عطف درتلاش ما برای به کار بردن اصول مکانیک کوانتومی، برای حل مشکلات محاسباتی است.

در حالی‌که ما از آنچه از پیش‌روی خود داریم هیجان‌زده هستیم، اما به این پند که ریچارد فاینمن بزرگ، برنده جایزه‌ی نوبل به ما داده نیز توجه داریم “ اگر فکر می‌کنید مکانیک کوانتومی را درک کرده‌اید،‌ مکانیک کوانتومی را درک نکرده‌اید“.

از بسیاری جهات،‌ ساخت یک کامپیوتر کوانتومی یک درس طولانی در همه‌ی چیزهایی است که ما هنوز درباره دنیای اطرافمان درک نمی‌کنیم. درحالی که جهان اساساً در سطح کوانتومی عمل می‌کند،‌ اما بشر آن را تجربه نمی‌کند؛ در حقیقت بسیاری از اصول مکانیک کوانتومی، مستقیماً با مشاهدات سطحی ما در مورد طبیعت مغایرت دارند. با این حال، خواص مکانیک کوانتومی، پتانسیل عظیمی برای محاسبات دارد.

برتری گوگل در محاسبات کوانتومی به چه معناست؟

یک بیت در یک کامپیوتر کلاسیک می‌تواند اطلاعات را به شکل  ۰ یا ۱ ذخیره کند. یک بیت کوانتومی – یا qubit – می‌تواند همزمان هم ۰ و هم ۱ باشد؛ یک ویژگی به نام superposition. بنابراین اگر دو بیت کوانتومی دارید، چهار حالت ممکن وجود دارد که می‌توانید در superposition قرار دهید. با ۳۳۳ کیوبیت ۲^۳۳۳, یا ۱.۷x۱۰^۱۰۰ حالت وجود دارد. - یک Googol (عدد ۱ که به دنبال آن ۱۰۰ صفر باشد.) - حالات محاسباتی که می‌توانید در superposition قرار دهید،‌ به یک کامپیوتر کوانتومی اجازه می‌دهد همزمان یک فضای غنی از بسیاری از راه‌حل‌های ممکن برای یک مشکل را حل کند.

برای اثبات برتری (supermacy)، کامپیوتر کوانتومی ما فقط در ۲۰۰ ثانیه محاسبه‌ی آزمایشی را انجام داد که در برترین الگوریتم‌های شناخته شده در قدرتمند‌ترین ابر رایانه‌ها هزاران سال به طول می‌انجامد؛ و ما تنها به دلیل کیفیتی که در کنترل کیوبیت‌ها داریم، می‌توانیم به این سرعت‌های عظیم دست یابیم.

برای ما که در حوزه‌ی علم و فناوری کار می‌کنیم، آن لحظه “!Hello World “ بود که منتظرش بودیم. اما بین آزمایش‌های امروز و برنامه‌های کاربردی فردا، فاصله‌ی زیادی وجود دارد؛ و سال‌ها زمان می‌برد تا بتوانیم مجموعه‌ وسیع‌تری از برنامه‌های کاربردی دنیای واقعی را پیاده‌سازی کنیم.

بیایید درباره ساخت اولین موشک که با موفقیت از جاذبه زمین خارج شد و لبه‌ی فضا را لمس کرد فکر کنیم؛ در آن زمان برخی پرسیدند: چرا بدون اینکه به جای مفیدی برسیم به فضا برویم؟ این اولین بار در دنیای علم بود، زیرا به انسان اجازه می‌داد قلمرویی کاملاً متفاوت، سفر به ماه، مریخ و کهکشان‌هایی فراتر از خود را تصور کند. این در یک قاب به ما امکان پذیری چیزهایی که ظاهراً غیرممکن به نظر می‌رسند را نشان داد.

این همان چیزی است که این نقطه‌ی عطف را، برای دنیای محاسبات کوانتومی نشان می‌دهد: لحظه‌ای از امکان!

این یک سفر ۱۳ ساله برای گوگل بود. در سال ۲۰۰۶، دانشمند گوگل، هارتموت نون شروع به بررسی این ایده کرد که چگونه محاسبات کوانتومی به ما در تسریع یادگیری ماشین کمک می‌کند. این کار منجر به تاسیس تیم google quantum شد،‌ و در سال ۲۰۱۴ جان مارتینیز و تیم او در دانشگاه کالیفرنیا در سانتا باربارا،‌ در جهت تلاش برای ساخت یک کامپیوتر کوانتومی، به ما پیوستند؛ و اکنون این تیم اولین سیستم کوانتومی جهان را ساخته که از قابلیت محاسبات خاص فراتر رفته است.

ما در ابتدا شرط‌هایی گذاشتیم و به آن اعتقاد داشتیم – و هنوز هم داریم – که محاسبات کوانتومی، می‌تواند پیدا کردن راه‌حل‌هایی را برای برخی از مهم‌ترین مشکلات جهان، از تغییرات آب و هوایی گرفته تا بیماری‌ها تسریع کند. با توجه به اینکه طبیعت به صورت مکانیک کوانتومی رفتار می‌کند،‌محاسبات کوانتومی بهترین فرصت ممکن را برای درک و شبیه‌سازی جهان طبیعی در سطح مولکولی به ما می‌دهد؛ با دستیابی به این موفقیت، اکنون یک قدم به استفاده از محاسبات کوانتومی برای طراحی باتری‌های کارآمدتر، نزدیک‌تر شده‌ایم، کودهایی با استفاده از انرژی کمتر ایجاد می‌کنیم و می‌دانیم چه مولکول‌هایی می‌توانند داروهای مؤثر بسازند.

برتری گوگل در محاسبات کوانتومی به چه معناست؟

البته این برنامه هنوز سال‌ها فاصله دارد؛ ولی ما متعهد هستیم که یک کامپیوتر کوانتومی تصحیح شده از خطا بسازیم، که به این اکتشافات نیرو ببخشد. همیشه می‌دانیم که این یک دوی ماراتن خواهد بود، چراکه در مورد ساختن چیزی که هنوز اثبات نشده، دفترچه‌ای هم وجود ندارد. اگر تیم ما به چیزی یا بخشی نیاز داشتند مجبور بودند آن را اختراع کنند و خودشان بسازند و اگر کار نمی‌کرد – که غالباً اینگونه نبود – مجبور به طراحی مجدد و ساخت مجدد بودند.

من از اینکه معنای محاسبات کوانتومی برای آینده‌ی جهان و گوگل چیست؛ هیجان‌زده هستم. بخشی از این خوش‌بینی، ناشی از ماهیت خود فناوری است. می‌توانید به پیشرفتی از مگا رایانه‌های دهه‌ی ۵۰  تا پیشرفت‌هایی که امروزه در زمینه هوش مصنوعی برای کمک به بهبود زندگی مردم کرده‌ایم، نگاه کنید.

محاسبات کوانتومی یک مکمل عالی برای کارهایی است که در رایانه‌های کلاسیک انجام ‌می‌دهیم. کوانتوم از بسیاری از جهات محاسبات کاملی را به ارمغان می‌آورد،‌ و روش دیگری برای صحبت به زبان جهان و درک جهان و بشریت، نه فقط در ۰ و ۱ بلکه در تمام حالات آن،‌به ما می‌دهد: زیبا، پیچیده و با امکان نامحدود.

برتری گوگل در محاسبات کوانتومی به چه معناست؟

در آخر می‌توانید نظرات خودتان را درباره آینده‌ی جهان و تکنولوژی با ما در بخش نظرات به اشتراک بگذارید. از وقتی که برای مطالعه گذاشتید ممنونم. 

منبع

گردآوری و تالیف فاطمه شیرزادفر
آفلاین
user-avatar

تجربه کلمه‌ای هست که همه برای توصیف اشتباهاتشون ازش استفاده میکنن، و من همیشه دنبال اشتباهات جدیدم! برنامه‌نویس هستم و لینوکس‌ دوست

دیدگاه‌ها و پرسش‌ها

برای ارسال نظر لازم است ابتدا وارد سایت شوید
در حال دریافت نظرات از سرور، لطفا منتظر بمانید