شکستن مرزهای زمان و محاسبه: جهش کوانتومی گوگل با تراشهی Willow
- Arena Website
- Oct 24
- 3 min read
گوگل گزارش داده است تراشه کوانتومی Willow با بهرهگیری از ۱۰۵ کیوبیت ابررسانا، محاسباتی را انجام داده که فراتر از توان ابرکامپیوترهای کلاسیک است. این تراشه با بهبود پایایی کیوبیتها و کاهش خطا، امکان شبیهسازی سامانههای پیچیدهای مانند مولکولها را فراهم میکند و میتواند آغازگر مرحله کاربردی محاسبات کوانتومی در علوم و صنعت باشد.
شرکت گوگل اعلام کرده است که تراشهی کوانتومی جدیدش به نام Willow توانسته است در کمتر از پنج دقیقه کاری را انجام دهد که سریعترین ابرکامپیوترهای جهان برای آن به ۱۰ سپتیلیون (۲۵ تریلیون ترلیون یا ۷۱۵ تریلیون بار بیشتر از عمر هستی) سال زمان نیاز دارند. بزرگی این عدد از عمر کل هستی نیز بیشتر است.
این دستاورد تازه، که نتایج آن در مجلهی معتبر Nature منتشر شده است، نشانهای است از جهش بزرگ گوگل در مسیر ساخت کامپیوترهایی با قدرتی فراتر از هر چیزی که تاکنون میشناختیم.
این تراشه میتواند سرآغاز دورهای باشد که در آن محاسبهی کوانتومی از مرحلهی آزمایشگاهی به دنیای واقعی وارد شود و کاربردهایی ملموس در علم، صنعت و پزشکی پیدا کند.
کامپیوتری که از قوانین عادی طبیعت پیروی نمیکند
کامپیوترهای معمولی با صفر و یک کار میکنند؛ اما تراشهی Willow از ذراتی به نام کیوبیت استفاده میکند که میتوانند همزمان صفر و یک باشند. این ویژگی به آن اجازه میدهد چندین محاسبه را بهصورت همزمان انجام دهد، درست مانند اینکه هزاران نسخه از خود را در جهانهای موازی اجرا کند.
گوگل در این بارە میافزاید Willow از ۱۰۵ کیوبیت ابررسانا تشکیل شده و در آزمایشها قادر شدە است ۱۳ هزار برابر سریعتر از ابرکامپیوترهای امروزی عمل کند.
این تراشه برای شبیهسازی رفتار اتمها و مولکولها در شرایطی طراحی شده که حتی پیشرفتهترین کامپیوترهای فعلی از انجام آن ناتواناند.
به بیان ساده، Willow میتواند به دانشمندان کمک کند مولکولهای پیچیده را دقیقتر بشناسند و مسیرهای تازەای را برای کشف داروهای مؤثرتر یا ساخت مواد جدید مثل باتریهای بهتر برای خودروهای برقی پیدا کنند.
به عنوان مثال امروزه علیرغم پیشرفت علم و وجود روشهای نوین، پیدا کردن ترکیبهای شیمیاییِ درست برای یک داروی ضد سرطان ممکن است سالها نیاز به آزمایش داشته باشد، چراکه میلیونها مولکول باید شبیهسازی و آزمایش شوند.
اما این تراشه میتواند این فرایند را در چند ساعت یا چند روز شبیهسازی کند و از بین میلیاردها ترکیب، دقیقاً ترکیبهایی را انتخاب کند که بیشترین احتمال موفقیت را دارند.
غلبه بر بزرگترین دشمن کامپیوترهای کوانتومی: خطا
یکی از چالشهای اصلی در ساخت کامپیوترهای کوانتومی، خطاست. کیوبیتها بسیار حساساند و کوچکترین نوسان در دما یا میدان مغناطیسی میتواند دادهها را خراب کند.
اما گوگل اعلام نمودە است کە Willow توانسته با روشهای جدیدی این خطاها را کاهش دهد و حتی با افزایش تعداد کیوبیتها، دقت را بیشتر کند.
این پیشرفت در دنیای کوانتوم دستاوردی تاریخی به حساب میآید، زیرا تا بە امروز افزایش مقیاس معمولاً به معنی افزایش خطا قلمداد شدە است. اما گوگل با ساخت این تراشه نشان داده است که میتوان همزمان تراشهای بزرگتر و دقیقتر داشت.
در این بارە، هارتموت نیون، مدیر بخش محاسبات کوانتومی گوگل گفته است: Willow ثابت میکند که محاسبهی کوانتومی فقط روی کاغذ وجود ندارد. ما اکنون از سیستمی برخوردار هستیم که میتواند خودش خطاها را اصلاح کند و هرچه بزرگتر میشود، دقیقتر کار میکند.
گوگل امیدوار است با این تراشه، محاسبهی کوانتومی را از مرحلهی تحقیق به مرحلهی کاربرد واقعی برساند. محققان این شرکت در حال همکاری با دانشگاهها و شرکتهای داروسازی هستند تا از توان Willow در مدلسازی مولکولها و طراحی ترکیبهای شیمیایی جدید استفاده کنند.
نیون میگوید محاسبهی کوانتومی و هوش مصنوعی مکمل یکدیگرند. الگوریتمهای یادگیری ماشین برای تحلیل دادههای پیچیده به قدرت محاسباتی عظیمی نیاز دارند، و کوانتوم میتواند این توان را فراهم کند.
به گفتهی او، همانطور که هوش مصنوعی توانست تصویر، زبان و صدا را متحول کند، محاسبهی کوانتومی نیز قرار است درک ما از ماده، انرژی و حتی خود واقعیت را تغییر دهد.
این تراشه جدید در آزمایشگاه سانتاباربارای گوگل که یکی از پیشرفتهترین مراکز جهان برای توسعهی تراشههای کوانتومی، دقیقترین و پایدارترین نمونهای است که تاکنون ساخته شده است.
با وجود این، مسیر رسیدن به یک کامپیوتر کوانتومی کاملاً بدون خطا هنوز ادامه دارد. اما Willow نشان داده که این رویا دیگر دور از دسترس نیست.
همانطور که نیون گفته است: ما در آستانهی عصری هستیم که محاسبهی کوانتومی دیگر افسانه نیست؛ ابزاری است که میتواند شکل علم، فناوری و حتی زندگی روزمرهی ما را دگرگون کند.
