ساخت اولین رایانه‌ی کوانتومی قدرتمندتر از ابررایانه‌ی سنتی

به گزارش کارگروه فناوری سایبربان؛ هم‌اکنون شرکت‌های بسیاری از سراسر دنیا مانند دی.ویو (D-wave) آی.بی.ام، گوگل، مایکروسافت برای تولید قوی‌ترین رایانه‌ی کوانتومی جهان با یکدیگر رقابت می‌کنند. رایانه‌های کوانتومی برخلاف نمونه‌های امروزی که از بیت استفاده کرده و تنها دارای دو حالت صفر و یک هستند، از بیت کوانتومی یا کیوبیت (Qubit) بهره می‌برند و علاوه دو حالت یاد شده می‌توانند ترکیبی از هر دو را نیز در خود ذخیره کنند
 با افزایش تعداد کیوبیت‌ها، میزان قدرت پردازش سامانه‌های کوانتومی افزایش پیدا می‌کند. به گونه‌ای که بر اساس تحقیقات صورت گرفته، از نظر تئوری رایانه‌ای مجهز به 50 کیوبیت، از قدرت پردازشی بیشتری نسبت به قوی‌ترین ابر رایانه‌های امروزی (ابر رایانه چینی «Sunway TaihuLigh») خواهد داشت.
گروهی از دانشمندان روسی و آمریکایی در دانشگاه هاروارد با همکاری یکدیگر موفق به ساخت اولین رایانه‌ی کوانتومی مجهز به 51 کیوبیت شده‌اند.
میخائیل لوکین (Mikhail Lukin)، یکی از اساتید دانشگاه هاروارد و مؤسس مرکز کوانتومی روسیه (Russian Quantum Center) گفت: «سامانه‌ی جدید یاد شده به گروه ما اجازه داد تا در رقابت تولید جایگزینی برای تراشه‌های سیلیکونی سنتی، پیشگام باشیم.»
بسیاری از پژوهشگران در طول چند سال گذشته در تلاش بودند تا از طریق یکی از دو رویکرد ماشین آدیاباتیک (adiabatic machine) و کلاسیک، سامانه‌ی کوانتومی همه‌منظوره (universal quantum computer) تولید بکنند.
مراکزی بسیاری از مدت‌ها قبل در تلاش هستند با رویکرد آدیاباتیک سامانه کوانتومی همه‌منظوره تولید بکنند. به عنوان مثال، پژوهشگران گوگل به رهبری جان مارتینیز (John Martinis)، با ترکیب دو رویکرد یاد شده سعی در ایجاد سخت‌افزار یاد شده داشتند و در نهایت موفق شدند با استفاده از مدارهای ابر رسانه، محصولی مجهز به 22 کیوبیت تولید کنند.
در مقابل گروه لوکین با استفاده از نوعی فناوری به نام «اتم سرد[fn]به اتم‌هایی که در دمایی نزدیک به صفر کلوین نگهداری می‌شوند، اتم سرد می‌گویند.[/fn]» (Cold Atom)، اتم‌ها را داخل سلول‌های لیزری ویژه‌ای به دام انداخته و آن‌ها را تا صفر کلوین سرد می‌کنند. از اتم‌های به دام افتاده می‌توان به عنوان کیوبیت استفاده کرد که پژوهشگران اجازه‌ی تولید رایانه‌ای با 51 کیوبیت می‌دهد.
پژوهشگران دانشگاه هاروارد موفق شدند با استفاده از دستاورد خود چندین مسئله‌ی فیزیک را که برای رایانه‌های سنتی چالش‌برانگیز است، حل کنند. نتایج این آزمایش باعث شد تا آن‌ها بتوانند الگوریتمی ویژه و سبک‌تری را برای انجام محاسبات در رایانه‌های امروزی ایجاد بکنند.
لوکین اعلام کرد آن‌ها قصد دارند به توسعه‌ی رایانه‌ی کوانتومی خود ادامه بدهند. وی اشاره کرد هنوز الگوریتم شر[fn]الگوریتم شر، یک الگوریتم کوانتومی، برای تجزیه عددها به عوامل اول در زمان چندجمله‌ای است.[/fn] (Shor algorithm) را که اجازه می‌دهد به سادگی بیشتر روش‌های رمزنگاری امروزی را از بین برد مورد آزمایش قرار نداده‌اند.
در گذشته نیز بسیاری از تحلیلگران هشدار دادند که اولین کشوری که بتواند به فناوری سامانه‌ی کوانتومی همه‌منظوره با مقیاس بزرگ دست پیدا کند به راحتی خواهد توانست تمامی الگوریتم‌های رمزنگاری را شکسته و به حکمرانی در فضای سایبر تبدیل شود؛ زیرا بسیاری از الگوریتم‌های امروزی بر پایه‌ی تجزیه عددها به عوامل اول کار می‌کنند و این دستاورد جدید به سادگی می‌تواند حتی بزرگ‌ترین عددهای موجود به کار رفته را نیز به سادگی رمزگشایی کند.