قامت هذه الشركة الناشئة الجديدة ببناء كمبيوتر كمي حطم الرقم القياسي بسعة 256 كيلوبت

السيدة تك | أردت الحوسبة / هارفارد



أخيرًا ، وجد علماء الفيزياء من جامعة هارفارد ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا التطبيق القاتل للحوسبة الكمومية: صورة Mario Bros. GIF مصنوعة من الكيوبتات. يمكن أيضًا ترتيب الكيوبتات (البتات الكمومية) في تصميم Space Invaders ، أو Tetris ، أو أي شكل آخر - رغبتكم الهندسية هي أمر الكيوبتات.

تم تقديم صور GIF من قبل QuEra Computing ، وهي شركة ناشئة في بوسطن نشأت من التخفي ، لإظهار قابلية برمجة جهاز المحاكاة الكمومية 256 كيلوبت - وهو كمبيوتر كمي خاص الغرض مصمم لحل أنواع معينة من المشكلات.





تعد آلة QuEra أحدث قفزة في توسيع نطاق الحوسبة الكمية لجعلها أكثر قوة وقدرة على معالجة المشكلات العملية. يعني المزيد من الكيوبتات أنه يمكن تخزين المزيد من المعلومات ومعالجتها ، ويتسابق الباحثون الذين يطورون التكنولوجيا لرفع المستوى باستمرار.

اشتقاق الصيغة التربيعية
التفوق الكمي من جوجل؟ ليس بهذه السرعة ، كما تقول آي بي إم. تتعارض الشركة المنافسة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية مع الادعاء الذي تم التبجح به كثيرًا بأن Google قد حققت إنجازًا جديدًا.

في عام 2019 ، أعلنت Google أن أجهزتها التي يبلغ حجمها 53 كيلوبت قد حققت تفوقًا كميًا - أداء مهمة لا يمكن إدارتها بواسطة كمبيوتر تقليدي - لكن شركة IBM طعنت في هذا الادعاء. نفس العام، أطلقت شركة IBM حاسوبها الكمومي 53 بت . في عام 2020 ، ايون كيو كشفت النقاب عن نظام 32-كيوبت قالت الشركة إنه أقوى كمبيوتر كمي في العالم. وفي هذا الأسبوع فقط ، أطلقت شركة IBM معالجها الكمومي الجديد الذي تبلغ سعته 127 كيلوبت ، والذي وصفه البيان الصحفي بأنه معجزة بسيطة في التصميم. يقول جاي غامبيتا ، نائب رئيس شركة IBM للحوسبة الكمومية ، إن الأخبار المهمة ، من وجهة نظري ، هي أنها تعمل.

الآن تدعي شركة QuEra أنها صنعت جهازًا به كيوبتات أكثر بكثير من أي من هؤلاء المنافسين.



الهدف النهائي للحوسبة الكمومية ، بالطبع ، ليس لعب Tetris ولكن التفوق على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية في حل المشكلات ذات الأهمية العملية. يعتقد المتحمسون أنه عندما تصبح أجهزة الكمبيوتر هذه قوية بما فيه الكفاية ، ربما خلال عقد أو عقدين ، فإنها قد تحدث آثارًا تحويلية في مجالات مثل الطب والتمويل وعلم الأعصاب والذكاء الاصطناعي. من المحتمل أن تحتاج آلات الكم إلى آلاف الكيوبتات لإدارة مثل هذه المشاكل المعقدة.

ومع ذلك ، فإن عدد البتات ليس هو العامل الوحيد المهم.

تروج QuEra أيضًا لقابلية البرمجة المحسّنة لجهازها ، حيث يكون كل كيوبت عبارة عن ذرة مفردة شديدة البرودة. هذه الذرات مرتبة بدقة بسلسلة من الليزر (يسميها الفيزيائيون ملاقط بصرية). يسمح وضع الكيوبتات ببرمجة الجهاز وضبطه وفقًا للمشكلة قيد التحقيق ، وحتى إعادة تكوينه في الوقت الفعلي أثناء عملية الحساب.

سوف تتطلب المشاكل المختلفة وضع الذرات في تكوينات مختلفة ، كما يقول أليكس كيسلينج ، الرئيس التنفيذي لشركة QuEra والمخترع المشارك للتقنية. من الأشياء الفريدة في أجهزتنا أنه في كل مرة نقوم بتشغيلها ، بضع مرات في الثانية ، يمكننا إعادة تعريف الهندسة والاتصال للكيوبتات تمامًا.



ميزة الذرة

تم بناء آلة QuEra من مخطط وتقنيات تم تحسينها على مدار عدة سنوات ، بقيادة ميخائيل لوكين وماركوس غرينر في جامعة هارفارد وفلادان فوليتش ​​وديرك إنجلوند في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (كلهم أعضاء في الفريق المؤسس لشركة QuEra). في عام 2017 ، تم استخدام نموذج سابق للجهاز من مجموعة هارفارد فقط 51 كيوبت ؛ في عام 2020 ، أظهروا آلة 256 كيوبت . في غضون عامين ، يتوقع فريق QuEra الوصول إلى 1000 كيوبت ، وبعد ذلك ، دون تغيير النظام الأساسي كثيرًا ، يأملون في الاستمرار في توسيع نطاق النظام بما يتجاوز مئات الآلاف من الكيوبتات.

ماريو مصنوع من QuEra qubits

ماريو مصنوع من كيوبتات.

أحمد عمران / كويرا / هارفارد

إنها منصة QuEra الفريدة - الطريقة المادية التي يتم بها تجميع النظام ، والطريقة التي يتم بها تشفير المعلومات ومعالجتها - التي يجب أن تسمح بمثل هذه القفزات في الحجم.

بينما تستخدم أنظمة الحوسبة الكمومية الخاصة بشركتي Google و IBM وحدات كيوبت فائقة التوصيل ، وتستخدم IonQ أيونات محاصرة ، تستخدم منصة QuEra مصفوفات من الذرات المحايدة التي تنتج كيوبتات بتماسك مثير للإعجاب (أي درجة عالية من الكم). تستخدم الآلة نبضات الليزر لجعل الذرات تتفاعل ، وتحفزها إلى حالة طاقة - حالة ريدبيرج ، التي وصفها الفيزيائي السويدي يوهانس ريدبيرج في عام 1888 - والتي يمكن من خلالها القيام بالمنطق الكمي بطريقة قوية وبدقة عالية. هذه نهج ريدبيرج ل الاحصاء الكمية لقد تم العمل على مدى عقدين من الزمن ، ولكن التقدم التكنولوجي - على سبيل المثال ، مع الليزر والضوئيات - كان ضروريًا لجعله يعمل بشكل موثوق.

غزير بشكل غير منطقي

عندما علم عالم الكمبيوتر أوميش فازيراني ، مدير مركز بيركلي للحساب الكمي ، لأول مرة بأبحاث لوكين على هذا المنوال ، شعر بالحيوية غير العقلانية - بدا وكأنه نهج رائع ، على الرغم من تساءل فازيراني عما إذا كانت حدسه على اتصال بالواقع. لقد كان لدينا العديد من المسارات المتطورة جيدًا ، مثل الموصلات الفائقة والمصائد الأيونية ، والتي تم العمل عليها لفترة طويلة ، كما يقول. ألا يجب أن نفكر في مخططات مختلفة؟ قام بتسجيل الوصول مع جون بريسكيل ، الفيزيائي في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ومدير معهد المعلومات الكمية والمادة ، الذي أكد لفازيراني أن وفرته كانت مبررة.

يرى بريسكيل أن منصات Rydberg (وليس فقط أنظمة QuEra) مثيرة للاهتمام لأنها تنتج كيوبتات تفاعلية شديدة التشابك - وهنا يكمن سحر الكم ، كما يقول. أنا متحمس جدًا بشأن إمكانية اكتشاف أشياء غير متوقعة على نطاق زمني قصير نسبيًا.

بالإضافة إلى المحاكاة والفهم المواد الكمومية وديناميكياتها - التي يسميها Lukin الأمثلة الأولى لميزة كمية مفيدة تتضمن تطبيقات علمية - يعمل الباحثون أيضًا على خوارزميات كمومية لحل مشكلات التحسين الحسابي NP- كاملة (هذا صعب جدا).

من بين المستثمرين في QuEra شركة Rakuten ، وهي شركة يابانية لخدمات الإنترنت والتجارة الإلكترونية والتكنولوجيا المالية ، والتي تهتم باستكشاف مشكلة تحسين مواقع الهوائيات لخدمات الجوال من الجيل الرابع والجيل الخامس. يقول تاكويا كيتاجاوا ، كبير مسؤولي البيانات في Rakuten ، إن التكنولوجيا تعد أيضًا بحل العديد من مشكلات التحسين بدءًا من توجيه التسليم ، وحافظة الأوراق المالية ، ومحركات البحث إلى التوصيات. الحلم كبير.

ومع ذلك ، فإن Preskill ليس متفائلاً بشكل خاص بأن آلة QuEra ستتفوق في الأداء على الخوارزميات الكلاسيكية في مشاكل التحسين. إنه الشخص الذي صاغ مصطلح التفوق الكمي (الذي يصف النقطة التي يمكن أن تقوم فيها أجهزة الكمبيوتر الكمومية بأشياء لا تستطيع الحواسيب الكلاسيكية القيام بها) ، ويلاحظ: ليس لدينا حجج نظرية قوية سنرى ميزة كمومية في التحسين. الوقت قريبا. لكنها بالتأكيد تستحق التحقيق.

وتحرص Preskill على خطة QuEra لجعل نظامها الأساسي متاحًا على نطاق واسع للبحث والتطوير. يقول إن وجود مجتمع أكبر من الناس يتلاعبون بالآلات ويلعبون بها ، سيساعد في اكتشاف ما يجيدونه. نأمل ألا يقضوا وقتهم فقط في لعب Tetris و Space Invaders.

تفريق التكنولوجيا الكبيرة
يخفي

التقنيات الفعلية

فئة

غير مصنف

تكنولوجيا

التكنولوجيا الحيوية

سياسة التكنولوجيا

تغير المناخ

البشر والتكنولوجيا

وادي السيليكون

الحوسبة

مجلة Mit News

الذكاء الاصطناعي

الفراغ

المدن الذكية

بلوكشين

قصة مميزة

الملف الشخصي للخريجين

اتصال الخريجين

ميزة أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

1865

وجهة نظري

77 Mass Ave

قابل المؤلف

ملامح في الكرم

شوهد في الحرم الجامعي

خطابات الخريجين

أخبار

انتخابات 2020

فهرس With

تحت القبه

خرطوم الحريق

قصص لانهائية

مشروع تكنولوجيا الوباء

من الرئيس

غلاف القصه

معرض الصور

موصى به