نخستین کامپیوتر کوانتومی ماژولار جهان راه‌اندازی شد

دانشمندان برای نخستین‌بار کامپیوتر کوانتومی ماژولار به نام Aurora را راه‌اندازی کرده‌اند که با استفاده از فوتون‌ها پردازش اطلاعات را انجام داده و قابلیت اتصال به شبکه را دارد. به گزارش تک‌ناک، این کامپیوتر کوانتومی که در دمای اتاق کار می‌کند، نخستین سیستم فوتونی در جهان است که با چندین ماژول متصل‌شده از طریق کابل‌های فیبر نوری فعالیت می‌کند. این فناوری چالش‌های کلیدی محاسبات کوانتومی، از جمله مقیاس‌پذیری، تحمل خطا و اصلاح خطا را برطرف می‌سازد. پیشرفت تاریخی در محاسبات کوانتومی محاسبات کوانتومی یکی از حوزه‌های کلیدی فناوری آینده است که می‌تواند توان پردازشی فوق‌العاده‌ای را در اختیار صنایع مختلف مانند هوش مصنوعی، داروسازی، امنیت سایبری و مدل‌سازی سیستم‌های پیچیده قرار دهد. تاکنون، یکی از چالش‌های اساسی این فناوری، نیاز به دمای نزدیک به صفر مطلق (۲۷۳- درجه‌ی سلسیوس) برای عملکرد پایدار کیوبیت‌های ابررسانا بوده است. این محدودیت، توسعه و گسترش کامپیوترهای کوانتومی را دشوار کرده است. اکنون، Aurora این موانع را کنار زده و با بهره‌گیری از فناوری فوتونیک کوانتومی، کامپیوتری ارائه داده که در دمای اتاق کار کرده و از طریق ماژول‌های مجزا و متصل‌شده با فیبر نوری، قابلیت مقیاس‌پذیری بالایی دارد. به گفته‌ی شرکت توسعه‌دهنده‌ی این سیستم، Xanadu، Aurora می‌تواند مقدمه‌ای برای ایجاد مراکز داده کوانتومی باشد که نسبت به سیستم‌های کنونی، عملکرد دقیق‌تر و نرخ خطای کمتری دارند. تحول در عملکرد و مقیاس‌پذیری کامپیوترهای کوانتومی تاکنون، فناوری‌های کوانتومی وابسته به پردازش اطلاعات از طریق کیوبیت‌های ابررسانا و استفاده از سیگنال‌های مایکروویو بودند. این روش‌ها مشکلاتی نظیر تولید گرما، پیچیدگی سیستم‌های خنک‌کننده و هزینه‌های بالا را به همراه داشتند. Aurora با استفاده از فوتون‌ها برای پردازش داده‌ها، این مشکلات را برطرف کرده است. Christian Weedbrook، مدیرعامل Xanadu، در این‌ باره گفت: "دو چالش کلیدی صنعت محاسبات کوانتومی، بهبود عملکرد از طریق اصلاح خطا و افزایش تحمل‌پذیری، همچنین امکان مقیاس‌پذیری از طریق شبکه‌سازی است." امکان توسعه‌ی مراکز داده‌ی کوانتومی پیشرفته توسعه‌ی Aurora مسیر را برای ایجاد مراکز داده‌ی کوانتومی که در دمای اتاق و در بستر شبکه فعالیت می‌کنند، هموار کرده است. این فناوری می‌تواند تحولی در پردازش داده‌ها ایجاد کرده و بهره‌وری بیشتری را نسبت به مراکز داده‌ی متعارف ارائه دهد. نتایج این تحقیق که ۲۲ ژانویه در ژورنال Nature منتشر شد، نشان می‌دهد که این دستاورد می‌تواند مسیر تازه‌ای برای توسعه‌ی سیستم‌های پردازش داده باز کند و محاسبات کوانتومی را به سطحی جدید برساند. شبکه‌های رایانش کوانتومی مبتنی بر نور محققان Aurora بر این باورند که تقسیم کامپیوترهای کوانتومی به اجزای کوچک‌تر و کم‌خطاتر، امکان بهبود تصحیح خطای کوانتومی را فراهم می‌کند. دارن میلن، دکترای نظریه اطلاعات کوانتومی و مدیرعامل شرکت فناوری VividQ، بیان کرد: "تحمل‌پذیری در برابر خطا و یافتن راه‌هایی برای تصحیح آن‌ها پیش از وقوع، همچنان مانعی اساسی در مسیر اجرای محاسبات کوانتومی مفید به حساب می‌آید." این سیستم از فناوری‌های X8 (سخت‌افزار رایانش کوانتومی) و Borealis (کامپیوتر کوانتومی تک‌سیستمی) بهره می‌برد و شامل ۳۵ تراشه فوتونی است که از طریق ۱۳ کیلومتر کابل فیبر نوری به یکدیگر متصل شده‌اند. محققان در بیانیه‌ای تأکید کردند: "فوتونیک، طبیعی‌ترین و کارآمدترین راهکار برای انجام محاسبات و ایجاد شبکه است. این سیستم را می‌توان تا هزاران رک سرور و میلیون‌ها کیوبیت گسترش داد." از جمله کاربردهای بالقوه‌ی کامپیوتر کوانتومی فوتونی Aurora می‌توان به شبیه‌سازی مولکولی و پیش‌بینی نتایج احتمالی آزمایش‌های دارویی اشاره کرد. علاوه بر این، این کامپیوترها می‌توانند ارتباطات کاملاً امن و رمزگذاری‌شده را تحت عنوان رمزنگاری کوانتومی فراهم کنند. Xanadu در مرحله‌ی بعدی بر کاهش افت سیگنال‌های فیبر نوری ناشی از تلفات اپتیکی تمرکز خواهد کرد