تراشه کوانتومی Borealis پردازش نیازمند به ۹ هزار سال زمان را در کسری از ثانیه به انجام میرساند
محققان بهتازگی واحد پردازش کوانتونی (QPU) جدیدی را توسعه دادهاند که قادر است محاسباتی که در رایانش به روش کلاسیک برای انجامش ۹۰۰۰ سال زمان نیاز دارد، فقط در چند میلیثانیه انجام پذیرد.
زانادو (Xanadu)، یک شرکت مستقر در تورنتو کانادا، واحد پردازش کوانتومی جدیدی توسعه داده که سرعت اجرای محاسبات آن از سیستمهای محاسباتی کلاسیک بسیار سریعتر می باشد. تفاوت عملکرد این مدل پردازندهی کوانتومی با تراشههای امروزی بسیار زیاد می باشد. این QPU با نام Borealis شاخته میشود و فرایند محاسباتی را که روی نمونه برداری از بوزون گاوسی (GBS) میچرخد، فقط در ۳۶ میلیثانیه تکمیل کرد.
این فرایندی است که براساس مقالهی منتشرشده در Nature، برای انجامش با استفاده از جدیدترین الگوریتمها و قدرتمندترین اَبَررایانهها به ۹۰۰۰ سال زمان نیاز دارد.
این ویژگی همان مزیت کوانتومی است که تیم سازندهی Borealis به آن افتخار میکند. نمونه برداری بوزون گاوسی (GBS) فرایندی است که در ان فوتونها در حالت گاوسی بسیار درهمتنیده اندازهگیری میشوند و رویکردی پیشرو برای ارائهی مزیتهای رایانش کوانتومی دارد.
بهگزارش Tomshardware، واحد اصلی محاسبات کوانتومی موسوم به کیوبیت میتواند همزمان ۰ و ۱ را نشان دهد.
متاسفانه کاربردی عملی برای حجم کاری GBS وجود ندارد. این یکی از معیارهای ممکن برای آزمایش عملکرد راهکارهای پردازش کوانتومی دربرابر رایانههای کلاسیک است. Borealis Xanadu به حوزهی فوتونیک مرتبط است؛ حوزهای که در محاسبات کاربرد دارد.
تراشههای محاسباتی کوانتومی خاص از کیوبیتهای حاصل از نقاط کوانتومی سیلیکونی، اَبَررساناهای توپولوژیکی، یونهای بهدامافتاده و سایر فناوریها استفاده مینمایند و برخی از آنها قبلاً از فوتونیک بهعنوان مکانیزمهای مقیاسبندی برای ایجاد QPU بههمپیوسته استفاده می نمایند.
تراشهی کوانتومی Borealis مبتنیبر فوتونیک است و محدودیتهای سرعت نور را ازمیان برمیدارد و ازطریق کیوبیتهای مبتنیبر فوتون عمل میکند. محققان انتظار دارند راهکارهای محاسبات کوانتومی مبتنیبر فوتونیک درنهایت مؤثرترین روش را برای مقیاسسازی عملکرد رایانههای کوانتومی ارائه دهند.
این امر عمدتاً بهدلیل مزایای مالتیپلکسشدن دامنه و زمانی است که به جریانهای دادههای متعدد و مستقل اجازه میدهد تا همزمان بهعنوان سیگنال منفرد و پیچیدهتر حرکت کنند.
محققان موفق شدند حداکثر ۲۱۹ کیوبیت مبتنیبر فوتون را روی Borealis فشرده کنند؛ اگرچه ماهیت برنامهریزیپذیر دروازهها این عدد ثابت نیست و میانگین تعداد فعال فوتونها ۱۲۹ بود. این رقم همچنان بیشتر از رکورد فعلی IBM است. Eagle QPU از ۱۲۷ کیوبیت بهره میبرد؛ اما نقشهراه این شرکت برنامههایی برای معرفی Osprey QPU دارد.
Osprey QPU تراشهای است که ۴۳۳ کیوبیت دارد و IBM آن را اواخر سال جاری ارائه خواهد داد.
دلیل دیگری که باعث افزایش عملکرد کوانتومی Borealis شد این است که محققان سیستم خود را با قابلیت برنامهریزی پویا روی تمام دروازههای کوانتومی پیادهسازیشده طراحی کردهاند. این مدار پایه اجازه میدهد تا عملیات کوانتومی با استفاده از تعداد کیوبیتهای مختلف انجام شود.
جنبهی برنامهریزیپذیر دورازههای کوانتومی Borealis از معماری FPGA بهره میبرد که میتوان آن را براساس نیاز دوباره پیکربندی کرد. همچنین، محققان مطمئن شدند که راهکارهای محاسبهشده برای GBS باید ازنظر این نیز بررسی شوند که مزیت کوانتومی ارائه میدهند یا خیر.
Xandadu اکنون موظف است به توسعهی راهکارش ادامه دهد و نتایج بسیار امیدوارکنندهای ارائه دهد. درنهایت، این شرکت باید Borealis را به راهکار تجاری و دردسترس تبدیل نماید. محققان میتوانند ازطریق خدمات ابری Xanadu و Amazon Braket از این QPU استفاده نمایند؛ اما نتایج نه تنها برای آیندهی فوتونیک، بلکه برای محاسبات کوانتومی مبتنیبر فوتونیک نیز نوید بخش است.
طبق پیشبینیها، استفاده از رایانش کوانتومی در سال ۲۰۳۰ گسترش قابل توجهی خواهد کرد و استفاده از راهکارهایی مثل Borealis تا آن زمان میتواند بهترین گزینه باشد.
اخبار تکنولوژی را می توانید در قسمت وبلاگ سایت نیو پی 30 بررسی کنید
نظرات کاربران