رایانه‌هایی با سرعت نور

چند سال است که نسل جدیدی از رایانه‌های پرسرعت در رویاهای مخترعان پرورانده شده که قرار است سرعت پردازش آن با واحد پتافلاپ اندازه‌گیری شود و با سرعت باورنکردنی خود پاسخ بسیاری از معماهای موجود در جامعه بشری را در اختیار انسان‌ها بگذارد. شرکت گوگل و سازمان فضایی ناسا که چند وقتی است مشغول به حقیقت نزدیک کردن این رویای دیرینه هستند، اخیرا خبر از کار روی پروژه‌ای داده‌اند که به‌وسیله علم فیزیک کوانتوم می‌توانند این رایانه‌ها را خلق کنند.

گوگل به تازگی خبر داده که تحقیقاتش در زمینه کامپیوترهای کوانتومی با پیشرفت‌هایی حائز اهمیت همراه شده و این شرکت توانسته برخی از مسائل را بسیار سریع‌تر از آنچه توسط چیپ‌ها و کامپیوترهای رایج امروزی امکان‌پذیر است حل کند. البته این تحقیقات هنوز در مراحل اولیه هستند، اما همین تحقیقات اولیه نشان می‌دهد که رایانه‌ها در آینده سرعت چندین برابر رایانه‌های امروزی را دارند. اما این نسل از رایانه‌های شگفت‌انگیز چه موقع متولد می‌شوند؟

مرتضی ملاقلی، کارشناس فناوری اطلاعات در پاسخ به این سوال به «فرصت امروز» گفت: هنوز نمی‌توان تاریخ دقیقی برای ورود رایانه‌های کوانتومی عنوان کرد اما چند وقت پیش شرکت مایکروسافت پیش‌بینی کرد که این نسل از رایانه‌ها تا 10 سال دیگر به تولید خواهند رسید. وی افزود: البته هنوز مشخص نشده این رایانه‌ها خواهند توانست از نظر اقتصادی به تولید انبوه برسند یا خیر؟ اما می‌توان گفت رایانه‌های کوانتومی بسیاری از سوالات دانشمندان را با قدرت و سرعت پردازش خود پاسخ خواهند داد.

این کارشناس درباره ساختار رایانه‌های کوانتومی گفت: نحوه پردازش این دستگاه‌ها متفاوت از رایانه‌های امروزی است. در رایانه‌های امروزی هر بیت برابر مقدار صفر یا یک بود اما در رایانه‌های کوانتومی این مقدار می‌تواند همزمان صفر و یک باشد. وی ادامه داد: رایانه‌های فعلی داده را در فرم باینری مدیریت می‌کنند، یعنی در هر لحظه یک بیت در آنها یا نمایانگر صفر است یا بیانگر یک، ولی در رایانه‌های کوانتومی اوضاع فرق می‌کند و شما با «کوانتوم بیت‌ها» یا در اصطلاح رایج‌تر «کیو بیت‌ها» سر و کار خواهید داشت که می‌توانند حاوی هر دو مقدار صفر و یک به‌طور همزمان باشند، در‌نتیجه می‌توان محاسبات را با سرعتی بسیار بالاتر انجام داد.

ملاقلی در پاسخ به این سوال که رایانه‌های کوانتومی در مقابل رایانه‌های امروزی چقدر سریع‌تر خواهند بود، گفت: ساخت این رایانه‌ها هنوز در مراحل اولیه به سر می‌برد و نمی‌توان به‌طور دقیق گفت سرعت آنها چگونه خواهد بود، اما این طور که محققان عنوان کرده‌اند رایانه‌های کوانتومی تا 100میلیون برابر از رایانه‌های امروزی سریع‌تر خواهند بود.

نخستین رایانه کوانتومی

D-Wave یکی از نخستین رایانه‌های کوانتومی ساخته شده در جهان است که توسط شرکت گوگل در حال توسعه است. رایانه‌های D-Wave قادر به پردازش‌های جهانی و همگانی نیستند و تنها می‌توانند برخی محاسبات و وظایف خاص را انجام دهند. گوگل و ناسا نیز در حال تلاش برای مشخص کردن این وظایف و بهبود آنها هستند و می‌توانیم در آینده نزدیک منتظر پیشرفت‌های بیشتر در زمینه کامپیوترهای کوانتومی و حضور آنها در دنیای واقعی پیرامون خود باشیم.

چند روز پیش‌ رویدادی در مرکز تحقیقات Ames ناسا، جایی که ابرکامپیوتر D-Wave نگهداری می‌شود، برگزار شد، گوگل و ناسا آخرین یافته‌های خود را اعلام کردند و از کارایی بالای کامپیوتر خود که ادعا می‌شود بیش از 1000 کیوبیت دارد، پرده برداشتند. برای حل یک مسئله بهینه‌سازی که شامل 945 متغیر باینری بوده است، D-Wave X2 توانسته با سرعتی 100 میلیون بار سریع‌تر از یک کامپیوتر معمولی تک‌هسته‌ای عمل کند. همچنین این تفاوت در کارایی در چند الگوریتم دیگر نیز دیده شده است.

هارتموت نون، یکی از مهندسان گوگل، چند روز پیش در کنفرانسی از جذابیت و دلگرم‌کننده بودن نتایج اولیه رایانه‌های کوانتومی سخن گفت و اظهار کرد: هنوز راه زیادی برای تبدیل روش‌های بهینه‌سازی کوانتومی به فناوری‌های عملی باقی مانده است. وی افزود: کاری که یک D-Wave در یک ثانیه انجام می‌دهد، برای رایانه معمولی و تک هسته‌ای، ۱۰ هزار سال زمان می‌برد.

نون اظهار کرد: با توسعه یک مرکز سخت‌افزاری پیشرفته و کامل، گروه Quantum AI هم‌اکنون می‌تواند طراحی‌های جدید برای بهیه‌سازی فناوری کوانتوم و پردازنده‌های مبتنی بر این فناوری را طراحی و تولید کند. او در ادامه توضیح داد: ما در این فعالیت از معماری بازپخت کوانتومی D-Wave می‌آموزیم که چگونه برپایه آن می‌توانیم رایانه‌های کوانتومی پیشرفته تولید کنیم.