یک کامپیوتر آمریکایی یک مشکل پیچیده را میلیون‌ها سال سریعتر از ابررایانه‌ها حل می‌کند!

به گزارش مجله خبری نگار، در طول دهه ها، ما شاهد پیشرفت فوق العاده‌ای در قدرت محاسباتی بوده‌ایم و ریزتراشه‌ها طبق قانون مور هر دو سال یکبار دو برابر می‌شوند. پیشرفت‌های قابل توجهی در محاسبات حاصل شده است، حتی با وجود اینکه اندازه دستگاه‌ها همچنان کوچک می‌شوند. (قانون مور بیان می‌کند که تعداد ترانزیستور‌ها (اجزای ضروری در مدار‌های الکترونیکی) روی یک تراشه تعبیه شده (مانند ریزتراشه ها) تقریبا هر دو سال یکبار دو برابر می‌شود و در عین حال هزینه را کاهش می‌دهد، عملکرد را به طور چشمگیری افزایش می‌دهد.)

با این حال، برخی از مشکلات پیچیده، مانند تغییرات آب و هوایی و کشف دارو، هنوز به رایانه‌هایی نیاز دارند که بیش از ظرفیت سیستم‌های فعلی باشد.

در این زمینه، به نظر می‌رسد راه حل در رایانه‌های کوانتومی نهفته است که از مکانیک کوانتومی برای انجام محاسبات پیچیده استفاده می‌کنند که حتی برای سریع‌ترین ابررایانه‌ها سال‌ها طول می‌کشد. با وجود تبلیغات پیرامون این تکنیک، کاربرد عملی آن هنوز محقق نشده است.

تیم تحقیقاتی D-Wave مشکل شبیه سازی ژیروگلاس‌های قابل برنامه ریزی را حل کرد، یک مسئله پیچیده مربوط به مواد مغناطیسی. این مواد در بسیاری از کاربرد‌ها مانند پزشکی، نیمه هادی ها، سنسور و طراحی موتور استفاده می‌شوند. با این حال، درک فعل و انفعالات کوانتومی این مواد به دلیل اندازه میکروسکوپی آنها دشوار بوده است و تشخیص استفاده از آنها در کاربرد‌های مختلف را دشوار می‌کند.

از آنجایی که فیزیک کوانتومی مسئول رفتار مواد در سطح اتمی است، درک خواص فلزات مغناطیسی در سطح کوانتومی می‌تواند به یافتن کاربرد‌های جدید برای آنها کمک کند.

کامپیوتر کوانتومی D-Wave Advantage ۲ از مکانیک کوانتومی برای یافتن راه حل‌های بهینه برای این مشکل استفاده کرد.

سیستم کوانتومی با آزمایش همه راه حل‌های ممکن به طور همزمان (حالت انرژی بالا) شروع می‌شود و سپس به تدریج به دنبال رسیدن به راه حل بهینه از طریق "بازپخت" است، که به معنای تنظیم آهسته پارامتر‌های سیستم (مانند روش پردازش داده‌ها یا الگوریتم ها) است تا زمانی که در راه حل ایده آل قرار بگیرد که در حالت انرژی کم قرار دارد.

هنگامی که تیم D-Wave این مسئله را در رایانه کوانتومی خود اعمال کرد، نتایج را در عرض چند دقیقه به دست آوردند. در مقابل، ابررایانه Frontier در آزمایشگاه ملی Oak Ridge قرار بود یک میلیون سال طول بکشد تا همین مشکل را حل کند، با مصرف برق معادل کل جهان در طول یک سال.

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

او در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: "نشان دادن برتری محاسبات کوانتومی در حل یک مسئله عملی یک سابقه در این زمینه است، جایی که ادعا‌های قبلی برتری سیستم‌های کوانتومی نسبت به رایانه‌های سنتی مورد مناقشه قرار گرفته یا مربوط به اعداد تصادفی بدون ارزش عملی است. "

باراتز افزود: "این دستاورد ثابت می‌کند که کامپیوتر‌های کوانتومی تحت عملیات حرارتی D-Wave اکنون قادر به حل مشکلات عملی فراتر از ظرفیت قدرتمندترین ابررایانه‌های جهان هستند. "

اکنون، D-Wave دسترسی به پردازنده کوانتومی خود را از طریق ابر کوانتومی خود فراهم می‌کند. بر اساس بیانیه مطبوعاتی، این شرکت همچنین با افزودن هزاران کیوبیت، ۴ برابر افزایش اندازه پردازنده خود را اعلام کرد.

نتایج این تحقیق در مجله Science منتشر شده است.

منبع: interesting engineering