نسل جدید کامپیوترها؛ فراتر از سرعت ابررایانه‌ها

به گزارش رکنا، شرکتی مستقر در کالیفرنیا به نام D-Wave Quantum که متخصص در محاسبات کوانتومی است با استفاده از نمونه اولیه کامپیوتر کوانتومی D-Wave Advantage ۲ برای اهداف تجاری، موفق به حل یک مسئله پیچیده شد.

تحولات شگرف در قدرت محاسباتی

در طول دهه‌های اخیر، ما شاهد پیشرفت‌های فوق‌العاده‌ای در تکنولوژی محاسباتی بوده‌ایم. بر اساس قانون مور، هر دو سال یکبار، قدرت محاسباتی ریزتراشه‌ها افزایش می‌یابد. این پیشرفت، حتی با کاهش حجم سخت‌افزار، بسیار چشمگیر است.

نوآوری در محاسبات کوانتومی

با وجود پیشرفت‌های انجام شده، برخی مسائل پیچیده مانند تغییرات آب و هوا و کشف داروها هنوز نیازمند کامپیوترهایی با قدرت بیشتر از سیستم‌های فعلی هستند. در این حوزه، به نظر می‌رسد که راه‌حل در کامپیوترهای کوانتومی نهفته است که با استفاده از مکانیک کوانتومی قادر به انجام محاسبات پیچیده هستند که برای سریع‌ترین ابررایانه‌ها نیز سال‌ها طول می‌کشد. اما هنوز کارایی عملی آن به‌طور کامل اثبات نشده است.

حل مسئله پیچیده به وسیله D-Wave

تیم تحقیقاتی D-Wave موفق به حل مسئله شبیه‌سازی شیشه‌های چرخشی قابل برنامه‌ریزی شد؛ مسئله‌ای پیچیده که شامل مواد مغناطیسی است. این مواد در زمینه‌های مختلفی مانند پزشکی و طراحی حسگرها کاربرد دارد. با این حال، به دلیل پیچیدگی و اندازه میکروسکوپی، درک رفتار مواد مغناطیسی در سطح کوانتومی دشوار بوده است.

کارکرد کامپیوتر کوانتومی در حل مسائل

با استفاده از مکانیک کوانتومی، کامپیوتر کوانتومی D-Wave Advantage ۲ برای یافتن راه‌حل‌های بهینه استفاده شد. این سیستم با آزمایش همه راه‌حل های ممکن، به صورت همزمان، کار خود را آغاز کرد. سپس با "بازپخت"، که به معنای تنظیم آهسته پارامترهای سیستم است، به دنبال راه‌حل بهینه رفت و به موفقیت رسید.

برتری کامپیوتر کوانتومی بر ابرکامپیوترها

زمانی که تیم D-Wave این مشکل را با کامپیوتر کوانتومی خود مواجه ساخت، در عرض چند دقیقه به نتیجه رسیدند. در مقایسه، ابرکامپیوتر Frontier در آزمایشگاه ملی Oak Ridge به یک میلیون سال زمان نیاز داشت تا همان مسئله را حل کند و میزان برق مصرفی آن برابر با مصرف کل جهانی در یک سال بود.

دکتر آلن باراتز، مدیرعامل D-Wave، این دستاورد را به عنوان یک روز مهم در "محاسبات کوانتومی" توصیف کرد.

او اظهار کرد که این یک نقطه عطف بود که برتری سیستم‌های کوانتومی نسبت به رایانه‌های کلاسیک را اثبات کرد، زیرا قبلاً این ادعاها مورد مناقشه بود یا مربوط به اعداد تصادفی و بی‌ارزش عملی بودند.

باراتز افزود: «این دستاورد نشان می‌دهد که رایانه‌های کوانتومی قادر به حل مسائل عملی هستند که حتی قدرتمندترین ابررایانه‌های جهان قادر به آن نیستند.»

دسترسی به پردازنده کوانتومی از طریق ابر کوانتومی

اکنون D-Wave از طریق ابر کوانتومی خود امکان دسترسی به پردازنده کوانتومی خود را فراهم ساخته است. این شرکت همچنین از افزایش چهار برابری در اندازه پردازنده خود و افزودن هزاران کیوبیت خبر داد.

نتایج این تحقیق در مجله علمی «ساینس» منتشر شد.