رایانه کوانتومی قابل‌برنامه‌ریزی

به گزارش واحد فناوری اطلاعات سایبربان؛ در حال حاضر شرکت‌های بسیاری سعی در تولید رایانه‌های کوانتومی قابل استفاده برای کاربردهای روزانه دارند. پژوهشگران از ابتدای پیدایش رایانه‌های کوانتومی، وعده‌ی ایجاد تحولی در سرعت پردازش‌ها را می‌دهند. باوجود این مشکلات بسیاری در مسیر تحقق این هدف نمایان شده و دسترسی به این رایانه‌ها را با تأخیری چند دهه‌ای مواجه کرده است.
به تازگی گروهی از دانشمندان دانشگاه مریلند آمریکا (University of Maryland) موفق به ساخت یک رایانه‌ی کوچک قابل‌برنامه‌ریزی کوانتومی شده‌اند. رایانه‌های کوانتومی که تا این لحظه تولید شده‌اند تنها می‌توانند به اجرای یک تابع بپردازند؛ اما رایانه‌ی تولید شده توسط دانشمندان مریلند از قدرت عملکرد بیشتری نسبت به گذشته برخوردار است.
دانشمندان در طرح خود برای برطرف کردن مشکل پایداری اطلاعات و کنترل کیوبیت‌ها¹ از روش تله‌ی یون² (ion trap) استفاده کردند. کیوبیت‌ها توسط 5 یون ایتربیم³ (Ytterbium ions) قفل شده در یک خط مستقیم از الکترودها و یک میدان مغناطیسی ایجاد شده‌اند. کیوبیت‌های این رایانه با استفاده از لیزر، دستکاری شده و می‌تواند دو یا تعداد بیشتری از آن‌ها را در یک‌زمان گرفتار کند. این مجموعه برای انجام عملیات‌های منطقی در پس‌زمینه برنامه‌های رایانه ایجاد شد.
دانشمندان یک خطایاب (Compiler) برای رایانه‌ی کوانتومی خود توسعه دادند که می‌تواند 5 اتم موجود در سخت‌افزار آن را مدیریت کرده و به انجام عملیات‌های مورد نظر اقدام کند. خطایاب مذکور دارای دقتی 98 درصدی است که یک پیشرفت بزرگ در رایانه‌های کوانتومی به حساب می‌آید؛ با وجود این، در برابر سامانه‌های پردازشی امروزی پیشرفت زیادی صورت نگرفته است.
در حال حاضر چالش اصلی رایانه‌های کوانتومی پایداری آن‌ها است نه رقابت با رایانه‌های معمولی. دانشمندان و مهندسان فعال در این زمینه سعی دارند اثرات دست‌کاری در سیستم‌های مکانیک کوانتومی را درک کنند تا بتوانند قدرت محاسبات کوانتومی را به‌صورت کامل مهار کنند.
با وجود موفقیت کسب شده در توسعه‌ی رایانه‌ی مذکور، عده‌ای معتقدند، رایانه‌های آینده به بیش از 5 اتم نیاز دارند؛ به همین دلیل دانشمندان مریلند بیان کردند می‌توان برای دستیابی به رایانه‌ای قوی‌تر از اتم و دستگاه‌های بیشتری که باهم کار می‌کنند، استفاده کرد.

__________________________________________

1- کیوبیت یا بیت کوانتومی، در محاسبات کوانتومی، معادل بیت در رایانه‌های معمولی است. کیوبیت‌های می‌توانند اطلاعات را در قالب سه حالت 0، 1 و حالتی بین آن‌ها نگه‌داری کنند.
2- در روش تله‌ی یون، از میدان‌های نوری، مغناطیسی یا ترکیبی از هر دو برای گرفتار کردن یون‌ها استفاده می‌شود.
3-  ایتربیم، فلزی درخشان نقره‌ای فام و به طور کامل چکش‌خوار است که با اسیدهای رقیق و آمونیاک به‌خوبی ، با آب به‌کندی واکنش نشان می‌دهد.