0
اولین کامپیوترهای کوانتومی تجاری 5 سال دیگر از راه میرسند.
منتشر شده در 1405/03/30
این روزها هر جا که صحبت از آینده فناوری میشود، نام «کامپیوتر کوانتومی» هم به میان میآید. میگویند قرار است معادلاتی را حل کند که ابرکامپیوترهای امروزی تا سالها از حل آنها عاجزند. اما یک سؤال بزرگ برای همه وجود دارد: این کامپیوترهای عجیب و غریب کی قرار است از آزمایشگاهها بیرون بیایند و به بازار برسند؟ کی باید منتظر باشیم که این فناوری زندگی ما را تغییر دهد؟
وقتی پای زمان عرضه کامپیوترهای کوانتومی به میان میآید، هرکسی یک چیزی میگوید. یک گروه میگویند 5 سال دیگر، بعضی میگویند 10 سال، و بعضی دیگر مثل مدیرعامل انویدیا میگویند 15 تا 30 سال! این همه اختلاف نظر، آدم را سردرگم میکند. اصلاً باید به کدام پیشبینی اعتماد کرد؟ اگر قرار است این فناوری اینقدر دیر برسد، پس چرا این همه سرمایهگذاری روی آن میشود؟ و اگر قرار است زود برسد، چرا بعضی از بزرگترین شرکتهای دنیا میگویند هنوز سالها فاصله داریم؟
خبر خوب این است که حالا یکی از مدیران ارشد آمازون، یعنی «پیتر دیسانتیس» که مسئول بخش جدید هوش مصنوعی و کوانتوم این شرکت است، برای اولین بار پاسخ روشنی به این سؤال داده است. او میگوید اولین کامپیوترهای کوانتومی کوچک اما تجاری و کاربردی، 5 تا 7 سال دیگر وارد بازار میشوند و بعد از آن، مثل قانون مور، هر سال بزرگتر و قدرتمندتر میشوند. در این مقاله، این پیشبینی را با دیدگاههای گوگل، مایکروسافت و انویدیا مقایسه میکنیم و میگوییم این فناوری دقیقاً برای چه کاری به کار میآید و چطور زندگی ما را تغییر میدهد.
فهرست مطالب
- پیتر دیسانتیس کیست و چرا حرفش مهم است؟
- پیشبینی آمازون: 5 تا 7 سال تا اولین کامپیوتر کوانتومی تجاری
- قانون مور در دنیای کوانتوم؛ رشد سالانه کامپیوترهای کوانتومی
- کامپیوتر کوانتومی فقط یک کامپیوتر سریعتر نیست؛ تفاوت در چیست؟
- کاربرد اولیه کامپیوترهای کوانتومی؛ شیمی، مواد و شبیهسازی
- مقایسه پیشبینیها؛ آمازون، گوگل، مایکروسافت و انویدیا
- چالشهای پیشروی ساخت کامپیوتر کوانتومی تجاری
- کامپیوترهای کوانتومی امروز؛ کجا ایستادهایم؟
- آینده کامپیوترهای کوانتومی؛ چه انتظاری باید داشت؟
- اگر جای شما بودیم؛ چطور خودمان را برای عصر کوانتوم آماده کنیم؟
- سوالات متداول (FAQ)
- جمعبندی
پیتر دیسانتیس کیست و چرا حرفش مهم است؟
پیتر دیسانتیس یکی از باسابقهترین مدیران آمازون است. او 27 سال سابقه کار در این شرکت دارد و در ابتدای سال 2026، مسئولیت یک بخش جدید و مهم را بر عهده گرفته است؛ بخشی که هوش مصنوعی، تراشهسازی و محاسبات کوانتومی را یکجا مدیریت میکند.
حرف او مهم است، چون نهتنها یک مدیر ارشد است، بلکه مستقیماً بر روی پروژههای کوانتومی آمازون نظارت دارد و از نزدیک با چالشها و فرصتهای این فناوری آشناست. آمازون سال گذشته تراشه کوانتومی خود به نام «Ocelot» را معرفی کرد که برای حل یکی از بزرگترین مشکلات این حوزه یعنی «تصحیح خطا» طراحی شده است. پس وقتی دیسانتیس حرف میزند، نه یک پیشبینی سطحی، بلکه بر اساس دادههای واقعی و پیشرفتهای عملی شرکتش صحبت میکند.
آمازون از سال 2021 فعالیت جدی خود را در حوزه محاسبات کوانتومی آغاز کرد و با راهاندازی سرویس «Braket» که یک پلتفرم ابری برای اجرای الگوریتمهای کوانتومی است، گام اول را برداشت. از آن زمان تاکنون، این شرکت سرمایهگذاری زیادی روی تحقیق و توسعه در این زمینه انجام داده و حالا به یکی از بازیگران اصلی این حوزه تبدیل شده است.
دیسانتیس در مصاحبهای که با شبکه خبری معتبر CNBC انجام داد، جزئیات جالبی از برنامههای آمازون برای آینده محاسبات کوانتومی ارائه کرد. او با اشاره به پیشرفتهای اخیر در زمینه کیوبیتهای مقاوم در برابر خطا و فناوریهای جدید تصحیح خطا، گفت که پنجره زمانی 5 تا 7 ساله یک پیشبینی واقعبینانه است، نه یک وعده خوشبینانه.
> «مدیر جدید بخش کوانتوم آمازون معتقد است که این فناوری در ابتدا برای کاربردهای خاص مثل شبیهسازی مولکولها و طراحی مواد جدید استفاده خواهد شد و کمکم دامنه کاربرد آن گسترش مییابد.»
پیشبینی آمازون: 5 تا 7 سال تا اولین کامپیوتر کوانتومی تجاری
دیسانتیس در مصاحبه با شبکه خبری CNBC گفت: «من واقعاً معتقدم که در 5 تا 7 سال آینده، اولین کامپیوترهای کوانتومی کوچک اما با ارزش تجاری را خواهیم دید.»
این اولین باری است که آمازون به طور رسمی و شفاف درباره زمان عرضه کامپیوترهای کوانتومی تجاری اظهارنظر میکند. اما دیسانتیس به همینجا ختم نکرده و نکته جالب دیگری هم اضافه کرده است. او با اشاره به اینکه این کامپیوترها ابتدا در مقیاس کوچک وارد بازار میشوند، تأکید کرد که ارزش تجاری آنها از روز اول قابل توجه خواهد بود.
به گفته او، این دستگاههای اولیه شاید فقط چند ده یا چند صد کیوبیت داشته باشند، اما برای حل مسائل خاصی که امروزه کامپیوترهای معمولی از حل آنها عاجزند، کافی هستند. مثلاً شبیهسازی یک مولکول دارویی با 50 اتم، کاری است که با 100 کیوبیت قابل انجام است، اما یک ابرکامپیوتر معمولی برای انجام آن به هزاران سال زمان نیاز دارد.
دیسانتیس همچنین گفت که آمازون در حال کار بر روی چندین معماری مختلف برای کامپیوترهای کوانتومی است تا بهترین گزینه را برای ارائه به مشتریان خود انتخاب کند. او تأکید کرد که آمازون به دنبال ساخت کامپیوتر کوانتومی نیست، بلکه به دنبال ارائه آن به عنوان یک سرویس ابری به مشتریان خود است.
«پیتر دیسانتیس، مدیر جدید بخش کوانتوم آمازون، در اولین گفتگوی خود با رسانهها گفت: معتقدم 5 تا 7 سال دیگر اولین کامپیوترهای کوانتومی کاربردی وارد بازار میشوند.»
قانون مور در دنیای کوانتوم؛ رشد سالانه کامپیوترهای کوانتومی
دیسانتیس معتقد است که بعد از ورود اولین کامپیوترهای کوانتومی تجاری به بازار، رشد این فناوری شبیه به «قانون مور» پیش میرود.
قانون مور را احتمالاً شنیدهاید. در دهه 1960، گوردون مور، یکی از بنیانگذاران اینتل، پیشبینی کرد که تعداد ترانزیستورهای روی یک تراشه، تقریباً هر دو سال یکبار دو برابر میشود. این پیشبینی تا دههها به واقعیت تبدیل شد و باعث شد کامپیوترها هر سال قدرتمندتر و کوچکتر شوند.
دیسانتیس میگوید کامپیوترهای کوانتومی هم از الگوی مشابهی پیروی میکنند: «از آنجا به بعد، چیزی شبیه قانون مور را خواهیم دید؛ هر سال بزرگتر و قدرتمندتر میشوند و میتوانند مسائل جذابتر و پیچیدهتری را حل کنند.»
این یعنی اگر سال اول یک کامپیوتر کوانتومی با 100 کیوبیت داشته باشیم، سال بعد احتمالاً 200 کیوبیت، سال بعد 400 کیوبیت و الی آخر. این رشد نمایی میتواند خیلی زود ما را به کامپیوترهای کوانتومی با هزاران کیوبیت برساند که بتوانند مسائل بسیار پیچیده را حل کنند.
البته دیسانتیس هشدار داد که این رشد به عوامل زیادی بستگی دارد، از جمله پیشرفت در فناوریهای تصحیح خطا، کاهش هزینهها و افزایش تقاضای بازار. اما او معتقد است که با توجه به سرمایهگذاریهای گسترده شرکتهای بزرگ و حمایت دولتها، این رشد محتمل است.
مقایسه قانون مور کلاسیک و کوانتومی:
قانون مور کلاسیک: تعداد ترانزیستورها هر دو سال دو برابر میشود که منجر به افزایش توان پردازشی کامپیوترهای معمولی شد. این قانون از دهه 1960 تا حدود سال 2010 به طور نسبتاً دقیقی برقرار بود و به پیشرفتهای شگرفی در صنعت کامپیوتر منجر شد.
قانون مور کوانتومی: بر اساس پیشبینی دیسانتیس، تعداد کیوبیتهای مفید (کیوبیتهای منطقی با قابلیت تصحیح خطا) هر سال دو برابر میشود. این رشد میتواند خیلی سریعتر از قانون مور کلاسیک باشد، چون هر سال شاهد افزایش چشمگیر توانایی کامپیوترهای کوانتومی خواهیم بود.
کامپیوتر کوانتومی فقط یک کامپیوتر سریعتر نیست؛ تفاوت در چیست؟
یکی از رایجترین باورهای غلط درباره کامپیوترهای کوانتومی این است که آنها صرفاً نسخههای سریعتری از کامپیوترهای معمولی هستند. دیسانتیس به صراحت این باور را رد کرده است.
کامپیوترهای معمولی با «بیت» کار میکنند؛ هر بیت یا صفر است یا یک. اما کامپیوترهای کوانتومی از «کیوبیت» استفاده میکنند که میتواند همزمان صفر، یک، یا هر حالتی بین این دو باشد. این تفاوت بنیادین، کامپیوترهای کوانتومی را برای حل دسته خاصی از مسائل مناسب میکند که کامپیوترهای معمولی در آنها ضعف دارند.
دیسانتیس در این باره میگوید: «یک تصور غلط رایج این است که کامپیوتر کوانتومی فقط یک کامپیوتر سریعتر است؛ اما واقعیت این نیست. کامپیوتر کوانتومی دسته خاصی از مسائل را حل میکند که کامپیوترهای معمولی در انجام آنها مشکل دارند.»
برای درک بهتر این تفاوت، بیایید یک مثال ساده بزنیم:
فرض کنید میخواهید بهترین مسیر را بین چندین شهر پیدا کنید (مسئله معروف فروشنده دورهگرد). با 5 شهر، کامپیوتر معمولی باید 120 مسیر مختلف را بررسی کند. با 10 شهر، این عدد به 3.6 میلیون مسیر میرسد. با 20 شهر، تعداد مسیرها از عدد اتمهای جهان هم بیشتر میشود! کامپیوتر معمولی برای حل این مسئله، باید همه مسیرها را یکییکی امتحان کند. اما کامپیوتر کوانتومی با استفاده از برهمنهی کوانتومی، میتواند همه مسیرها را همزمان بررسی کند و در کسری از ثانیه جواب را پیدا کند.
این یعنی کامپیوتر کوانتومی برای مسائل بهینهسازی، شبیهسازیهای پیچیده و تحلیل دادههای عظیم، یک ابزار فوقالعاده قدرتمند است. اما برای کارهای روزمره مثل وبگردی، تایپ کردن یا تماشای فیلم، هیچ مزیتی نسبت به کامپیوتر معمولی ندارد و حتی ممکن است کندتر هم باشد.
«دیسانتیس تأکید کرده که کامپیوترهای کوانتومی صرفاً نسخهای سریعتر از کامپیوترهای فعلی نیستند، بلکه برای حل مسائل خاصی مانند شبیهسازیهای پیشرفته در شیمی و علم مواد کاربرد خواهند داشت.»
کاربرد اولیه کامپیوترهای کوانتومی؛ شیمی، مواد و شبیهسازی
حالا که میدانیم کامپیوتر کوانتومی یک کامپیوتر سریعتر معمولی نیست، سؤال بعدی این است که دقیقاً برای چه کاری مفید است؟
دیسانتیس میگوید اولین کاربردهای عملی کامپیوترهای کوانتومی در حوزههایی خواهد بود که «ماهیت کوانتومی» دارند؛ یعنی مسائلی که در آنها با پدیدههای اتمی و زیراتمی سروکار داریم. این حوزهها عبارتند از:
1. شیمی و طراحی دارو
شبیهسازی دقیق واکنشهای شیمیایی برای کشف داروهای جدید، یکی از سختترین مسائل برای کامپیوترهای معمولی است. یک مولکول دارویی ممکن است از 50 تا 100 اتم تشکیل شده باشد و هر اتم با اتمهای دیگر برهمکنشهای کوانتومی پیچیدهای دارد. کامپیوترهای معمولی نمیتوانند این برهمکنشها را با دقت کافی شبیهسازی کنند.
کامپیوترهای کوانتومی میتوانند این شبیهسازیها را با دقت بالایی انجام دهند و مسیر کشف دارو را از دههها به چند سال کاهش دهند. این یعنی درمان بیماریهای صعبالعلاج مثل سرطان، آلزایمر و ایدز، میتواند با کمک کامپیوترهای کوانتومی خیلی زودتر از آنچه فکر میکنیم، محقق شود.
2. علم مواد و باتریهای نسل آینده
طراحی مواد جدید با خواص خاص (مثل ابررساناها، باتریهای با ظرفیت بالاتر، یا پنلهای خورشیدی کارآمدتر) نیازمند شبیهسازی رفتار اتمها و مولکولهاست. کامپیوترهای کوانتومی میتوانند این شبیهسازیها را با دقتی انجام دهند که با کامپیوترهای معمولی غیرممکن است.
مثلاً امروزه دانشمندان میدانند که چه موادی میتوانند جایگزین لیتیوم در باتریها شوند، اما نمیتوانند رفتار دقیق این مواد را در شرایط مختلف شبیهسازی کنند. یک کامپیوتر کوانتومی میتواند این کار را انجام دهد و مسیر ساخت باتریهای با ظرفیت چند برابر و وزن کمتر را هموار کند.
3. علوم انرژی و شبیهسازی راکتورهای هستهای
بهبود کارایی پنلهای خورشیدی، طراحی سوختهای جدید و شبیهسازی واکنشهای هستهای، از دیگر کاربردهای این فناوری است. شبیهسازی یک راکتور هستهای یا یک سلول خورشیدی در سطح اتمی، با کامپیوترهای معمولی تقریباً غیرممکن است، اما با کامپیوتر کوانتومی ممکن میشود.
4. رمزنگاری و امنیت سایبری
بزرگترین تهدید و در عین حال فرصت کامپیوترهای کوانتومی، حوزه رمزنگاری است. الگوریتمهای رمزنگاری فعلی مثل RSA که بر پایه فاکتورگیری اعداد بزرگ طراحی شدهاند، با یک کامپیوتر کوانتومی قدرتمند قابل شکستن هستند. از سوی دیگر، خود کامپیوترهای کوانتومی میتوانند رمزنگاری فوقامنی به نام «توزیع کلید کوانتومی» ایجاد کنند که حتی با کامپیوترهای کوانتومی هم قابل شکستن نیست.
دیسانتیس در این باره میگوید: «در حال حاضر، کامپیوترهای معمولی نمیتوانند شبیهسازیهایی با دقت کافی انجام دهند. اما با داشتن کامپیوتر کوانتومی، در این حوزهها به پیشرفتهای واقعی دست خواهیم یافت.»
مقایسه پیشبینیها؛ آمازون، گوگل، مایکروسافت و انویدیا
پیشبینی 5 تا 7 ساله آمازون، در میانه طیف پیشبینیهای شرکتهای دیگر قرار میگیرد. بیایید نگاهی به دیدگاه شرکتهای بزرگ بیندازیم:
گوگل: 5 سال
جولیان کلی، مدیر کوانتوم گوگل، سال گذشته گفت که تا 5 سال دیگر، کامپیوترهای کوانتومی میتوانند کاربردهای عملی را اجرا کنند که کامپیوترهای معمولی از انجام آن عاجزند. گوگل با تراشه Willow خود که در دسامبر 2024 معرفی شد، نشان داده که در مسیر درستی قرار دارد. Willow با 105 کیوبیت توانست در یک تست مرجع، محاسبهای را در 5 دقیقه انجام دهد که سریعترین ابرکامپیوتر جهان برای انجام آن به 10 به توان 25 سال زمان نیاز داشت. این دستاورد نشاندهنده پیشرفت سریع گوگل در این حوزه است.
مایکروسافت: 2029
مایکروسافت پیشبینی کرده که تا سال 2029، به یک کامپیوتر کوانتومی با قابلیت تجاری دست پیدا کند. این شرکت روی فناوری «کیوبیت توپولوژیک» کار میکند که به گفته آنها مقاومت بیشتری در برابر خطا دارد. مایکروسافت اخیراً تراشه Majorana 1 را معرفی کرده که با معماری جدیدی طراحی شده و میتواند تا یک میلیون کیوبیت مقیاسپذیر شود. اگر این ادعا درست باشد، مایکروسافت میتواند پیشتاز این رقابت باشد.
آمازون: 5 تا 7 سال
دیسانتیس میگوید: «من واقعاً معتقدم که در 5 تا 7 سال آینده، اولین کامپیوترهای کوانتومی کوچک اما با ارزش تجاری را خواهیم دید.» آمازون با تراشه Ocelot خود که معماری «کیوبیت گربهای» (Cat Qubit) دارد، روی کاهش هزینه تصحیح خطا متمرکز شده است. این استراتژی میتواند آمازون را در ارائه سرویسهای ابری کوانتومی پیشتاز کند.
انویدیا: 15 تا 30 سال
جنسن هوانگ، مدیرعامل انویدیا، سال گذشته در کنفرانس CES گفت که ساخت کامپیوترهای کوانتومی واقعاً مفید، 15 تا 30 سال طول میکشد و حتی 15 سال را هم «خوشبینانه» دانست. البته او بعداً این اظهارنظر را تعدیل کرد. جالب اینجاست که با وجود این نظر، انویدیا در حال سرمایهگذاری روی سیستمهای ترکیبی (کلاسیک-کوانتومی) است تا بتواند از این فناوری در کنار پردازندههای گرافیکی خود استفاده کند.
به عبارت دیگر، پیشبینی آمازون در نقطهای بین خوشبینی گوگل و مایکروسافت و بدبینی انویدیا قرار دارد. حالا سؤال این است که چرا اختلاف نظر اینقدر زیاد است؟
دلیل اصلی این اختلاف، تفاوت در تعریف «کاربردی» و «تجاری» است. انویدیا به دنبال کامپیوتر کوانتومی است که بتواند جای کامپیوترهای معمولی را در همه حوزهها بگیرد، در حالی که آمازون، گوگل و مایکروسافت به دنبال کامپیوتر کوانتومی هستند که برای کاربردهای خاص (مثل شیمی و مواد) مفید باشد. به همین دلیل است که پیشبینیها اینقدر متفاوت است.
چالشهای پیشروی ساخت کامپیوتر کوانتومی تجاری
چرا با وجود این همه تلاش و سرمایهگذاری، هنوز هیچکس نتوانسته یک کامپیوتر کوانتومی کاملاً کاربردی بسازد؟ پاسخ در چند چالش بزرگ نهفته است:
چالش اول: شکنندگی کیوبیتها
کیوبیتها بسیار شکننده هستند. کوچکترین نویز محیطی، نوسان دما یا حتی تابش کیهانی میتواند باعث خطا در محاسبات شود. به همین دلیل، کیوبیتها باید در شرایط بسیار خاصی (مثلاً دمای نزدیک به صفر مطلق که حدود 273- درجه سانتیگراد است) نگهداری شوند. این شرایط سخت، ساخت و نگهداری کامپیوترهای کوانتومی را بسیار هزینهبر میکند.
چالش دوم: تصحیح خطا
تصحیح خطا یکی از بزرگترین چالشهای این حوزه است. برای اینکه یک کیوبیت منطقی (کیوبیت مقاوم در برابر خطا) داشته باشیم، به چندین کیوبیت فیزیکی نیاز داریم. بعضی کارشناسان میگویند برای ساخت یک کامپیوتر کوانتومی واقعاً مفید، به میلیونها کیوبیت نیاز است. اما کیوبیتهای امروزی به صدها عدد میرسند، نه میلیونها.
تصحیح خطا در کامپیوترهای کوانتومی بسیار پیچیدهتر از کامپیوترهای معمولی است. در کامپیوترهای معمولی، اگر یک بیت خطا داشته باشد، میتوان آن را با چند بیت اضافی تصحیح کرد. اما در کامپیوترهای کوانتومی، هر گونه اندازهگیری روی کیوبیت، حالت آن را از بین میبرد. پس نمیتوان به سادگی کیوبیت را اندازه گرفت و خطا را تشخیص داد. باید روشهای غیرمستقیم و پیچیدهای برای تشخیص و تصحیح خطا استفاده کرد.
چالش سوم: مقیاسپذیری
ساخت یک کامپیوتر با 100 کیوبیت با ساخت یک کامپیوتر با 1000 کیوبیت بسیار متفاوت است. هرچه تعداد کیوبیتها بیشتر شود، کنترل آنها و جلوگیری از خطا دشوارتر میشود. همچنین نیاز به سرمایش بیشتر، کنترلکنندههای پیچیدهتر و الگوریتمهای پیشرفتهتر پیدا میشود.
مقیاسپذیری یکی از مهمترین چالشهایی است که شرکتهای فعال در این حوزه با آن دست و پنجه نرم میکنند. هر کدام از این شرکتها روی فناوری خاصی سرمایهگذاری کردهاند تا این مشکل را حل کنند. گوگل و IBM روی کیوبیتهای ابررسانا کار میکنند، مایکروسافت روی کیوبیتهای توپولوژیک و آمازون روی کیوبیتهای «گربهای». هنوز مشخص نیست کدام فناوری برنده خواهد شد.
چالش چهارم: هزینه
ساخت یک کامپیوتر کوانتومی بسیار هزینهبر است. هر کیوبیت به تجهیزات پیشرفتهای مثل لیزرهای دقیق، سیستمهای سرمایش پیشرفته و اتاقهای عاری از نویز نیاز دارد. هزینه ساخت یک کامپیوتر کوانتومی با 100 کیوبیت، دهها میلیون دلار است. برای رسیدن به هزاران کیوبیت، این هزینه به میلیاردها دلار خواهد رسید.
چالش پنجم: کمبود نیروی متخصص
حوزه محاسبات کوانتومی به شدت تخصصی است و تعداد افراد متخصص در این حوزه بسیار محدود است. برای پیشرفت در این حوزه، به فیزیکدانان، ریاضیدانان، مهندسان و برنامهنویسانی نیاز است که هم فیزیک کوانتوم را درک کنند و هم توانایی پیادهسازی عملی داشته باشند. این کمبود نیروی متخصص، یکی از موانع جدی پیشرفت سریع در این حوزه است.
کامپیوترهای کوانتومی امروز؛ کجا ایستادهایم؟
شاید با خودتان بگویید اگر این همه چالش وجود دارد، پس چرا بعضی شرکتها میگویند تا 5 سال دیگر به کامپیوتر کوانتومی تجاری میرسیم؟
پاسخ این است که پیشرفت در این حوزه شتاب گرفته است. در سالهای اخیر، شرکتهای مختلف دستاوردهای مهمی داشتهاند که نشان میدهد چالشها در حال حل شدن هستند:
آمازون و تراشه Ocelot
آمازون تراشه «Ocelot» را معرفی کرده که با معماری «کیوبیت گربهای» (Cat Qubit) طراحی شده تا هزینه تصحیح خطا را کاهش دهد. کیوبیت گربهای به نام گربه شرودینگر نامگذاری شده و به طور طبیعی در برابر بعضی از خطاها مقاوم است. این معماری میتواند تعداد کیوبیتهای فیزیکی مورد نیاز برای ساخت یک کیوبیت منطقی را به شدت کاهش دهد.
گوگل و تراشه Willow
گوگل تراشه Willow را با 105 کیوبیت معرفی کرد که در یک تست مرجع، محاسبهای را در 5 دقیقه انجام داد که سریعترین ابرکامپیوتر جهان برای انجام آن به 10 به توان 25 سال زمان نیاز داشت. همچنین گوگل نشان داد که با افزایش تعداد کیوبیتها، خطاها کاهش مییابند، که خلاف پیشبینیهای قبلی بود. این یعنی گوگل به یک نقطه عطف مهم در تصحیح خطا دست یافته است.
مایکروسافت و تراشه Majorana 1
مایکروسافت تراشه Majorana 1 را با فناوری کیوبیت توپولوژیک معرفی کرده که به گفته آنها میتواند تا یک میلیون کیوبیت مقیاسپذیر شود. کیوبیت توپولوژیک از ذرات نیمهرسانا به نام «مایورانا» استفاده میکند که به طور طبیعی در برابر نویز مقاوم هستند. اگر این ادعا درست باشد، مایکروسافت میتواند به طور چشمگیری مشکل تصحیح خطا را حل کند.
IBM و پیشرفتهای مستمر
IBM هم یکی دیگر از بازیگران اصلی این حوزه است که سالهاست روی کامپیوترهای کوانتومی کار میکند. این شرکت اخیراً یک کامپیوتر کوانتومی با بیش از 1000 کیوبیت معرفی کرده و به طور مستمر در حال بهبود عملکرد و کاهش خطاهای آن است.
این دستاوردها نشان میدهد که هرچند راه طولانی در پیش است، اما حرکت رو به جلو است و سرعت آن در حال افزایش. به همین دلیل است که دیسانتیس و دیگر مدیران ارشد شرکتهای فناوری، زمان 5 تا 7 سال را برای ورود کامپیوترهای کوانتومی تجاری واقعبینانه میدانند.
آینده کامپیوترهای کوانتومی؛ چه انتظاری باید داشت؟
بر اساس پیشبینیها و روند فعلی، آینده کامپیوترهای کوانتومی را میتوان اینگونه تصور کرد:
در 5 تا 7 سال آینده (2030-2032)
اولین کامپیوترهای کوانتومی کوچک اما کاربردی وارد بازار میشوند. این دستگاهها برای کاربردهای خاص مثل شبیهسازی مولکولها و طراحی مواد جدید استفاده خواهند شد. احتمالاً از طریق سرویسهای ابری در دسترس قرار میگیرند و شرکتهای بزرگ داروسازی، خودروسازی و انرژی از مشتریان اصلی آنها خواهند بود.
این کامپیوترها احتمالاً بین 100 تا 1000 کیوبیت منطقی خواهند داشت و میتوانند مسائلی را حل کنند که با کامپیوترهای معمولی غیرممکن است. قیمت استفاده از آنها ممکن است در ابتدا بسیار بالا باشد، اما به مرور زمان کاهش مییابد.
در 10 تا 15 سال آینده (تا 2040)
کامپیوترهای کوانتومی بزرگتر و قدرتمندتر میشوند و دامنه کاربرد آنها گسترش مییابد. در این دوره، شاهد کاربردهای عملی در حوزههای هوش مصنوعی، بهینهسازی زنجیره تأمین، مدیریت ترافیک و تحلیل دادههای عظیم خواهیم بود. همچنین ممکن است اولین سیستمهای رمزنگاری کوانتومی جایگزین سیستمهای فعلی شوند.
در این دوره، کامپیوترهای کوانتومی احتمالاً به عنوان یک سرویس ابری در دسترس عموم قرار میگیرند و شرکتهای کوچکتر و حتی افراد عادی هم میتوانند از آنها استفاده کنند.
در 20 سال آینده (تا 2050)
کامپیوترهای کوانتومی به بخشی جدایینشدنی از زیرساختهای محاسباتی جهان تبدیل میشوند. ترکیب کامپیوترهای کوانتومی و هوش مصنوعی میتواند به پیشرفتهای عظیمی در همه حوزههای علمی و صنعتی منجر شود. شاید در این دوره، کامپیوترهای کوانتومی بتوانند مسائلی را حل کنند که امروزه حتی تصورشان را هم نمیتوانیم بکنیم.
البته این پیشبینیها با عدم قطعیت زیادی همراه است. ممکن است پیشرفت سریعتر یا کندتر از این باشد. اما چیزی که مسلم است، این است که کامپیوترهای کوانتومی یکی از بزرگترین تحولات علمی و فناوری قرن بیست و یکم خواهند بود.
اگر جای شما بودیم؛ چطور خودمان را برای عصر کوانتوم آماده کنیم؟
اگر به عنوان یک دانشجو، محقق، برنامهنویس یا کارآفرین به حوزه کامپیوترهای کوانتومی علاقه دارید، پیشنهادهای ما برای شما به این شرح است:
اگر دانشجو یا تازهکار هستید
بهترین کار این است که با مفاهیم پایه فیزیک کوانتوم و ریاضیات خطی شروع کنید. نیازی نیست فیزیکدان شوید، اما درک مفاهیم پایه مثل برهمنهی، درهمتنیدگی و اندازهگیری به شما کمک میکند الگوریتمهای کوانتومی را بهتر درک کنید. دورههای رایگان IBM Quantum Experience و Qiskit بهترین نقطه شروع هستند و نیازی به پیشزمینه خاصی ندارند.
اگر برنامهنویس هستید
زبان برنامهنویسی Q# مایکروسافت و یا Qiskit پایتون را یاد بگیرید.