هانیول به تازگی جزئیاتی در مورد نحوه عملکرد رایانه کوانتومی خود منتشر کرده است

غول مهندسی هانیول به درون کوانتوم نفوذ کرد محاسبه مسابقه از زمین چپ پارسال اکنون این شرکت اولین جزئیات ملموس را از چگونگی ارائه کرده است آن دستگاه در الف کار می کند بررسی شده توسط همکار روزنامه.

برخلاف رقبای اصلی خود گوگل و آی‌بی‌ام که به کیوبیت‌های ابررسانا متکی هستند، هانی‌ول از به دام افتاده استفاده می‌کند. یون ها برای تغذیه دستگاه خود. این فناوری شجره نامه طولانی دارد بسیاری از اولین آزمایش‌های محاسباتی کوانتومی بر این رویکرد متکی بودند - اما مشکلات در مقیاس‌گذاری دستگاه‌های فراتر از چند کیوبیت باعث شد که جایگزین‌ها آن را تحت الشعاع قرار دهند.

این تکنیک مبتنی بر رمزگذاری اطلاعات در حالت‌های کوانتومی ذرات باردار به نام یون است که با استفاده از میدان‌های الکترومغناطیسی در خلاء معلق هستند. این کیوبیت ها چندین مزیت نسبت به پسرعموهای ابررسانای خود دارند: حالت های کوانتومی خود را برای مدت طولانی تری حفظ می کنند، کمتر در معرض خطا هستند و آنها می تواند به راحتی با بسیاری از کیوبیت ها تعامل داشته باشدs نه تنها نزدیکترین همسایگانشان.

اما تنها تعداد زیادی یون وجود دارد که می‌توان به یک تله محدود کرد، که محدودیت بالایی برای بزرگی دستگاه‌های معمولی ایجاد می‌کند. و در حالی که آنها می توانند با بسیاری از کیوبیت ها تعامل داشته باشند، این کار را بسیار کندتر از ابررساناها انجام می دهند دستگاه.

مارس گذشته، هانیول وارد صحنه محاسبات کوانتومی شد ادعا می کند که این مشکلات را حل کرده است و قدرتمندترین کامپیوتر کوانتومی تا به امروز را ایجاد کرد. اکنون آنها در نهایت این موضوع را که دقیقاً چگونه این کار را انجام داده اند، برداشته اند مقاله منتشر شده در طبیعت.

ماشین این شرکت بر اساس یک طرح ساخته شده است اولین بار در سال 2002 پیشنهاد شدکه بسیاری از محدودیت های فناوری را با انتقال یون ها به اطراف حل می کند. دستگاه گزارش شده است طبیعت ویژگی ها تا 6 کیوبیت های ساخته شده از اتم های ایتربیوم-171 که در یک خط قرار گرفته اند.

با این حال، برخلاف رایانه‌های متداول‌تر یونی به دام افتاده، آنها با استفاده از یک میدان الکتریکی ساکن در جای خود ثابت نمی‌شوند. 198 الکترود دستگاه را می توان به طور مستقل کنترل کرد تا میدان را به صورت دینامیکی تغییر دهد، که به کیوبیت ها اجازه می دهد تا برای تعامل با یکدیگر به بالا و پایین جابجا شوند.

این امکان تعامل همه کیوبیت‌ها را فراهم می‌کند، که پیامدهای عمده‌ای برای پیچیدگی الگوریتم‌هایی دارد که ماشین می‌تواند پیاده‌سازی کند. اهمیت این نوع اتصال در واقع اولین بار توسط رقیب هانیول، IBM، زمانی که اندازه گیری به نام حجم کوانتومی را معرفی کرد برای کمک به پیگیری پیشرفت در این زمینه.

به سادگی اضافه کردن کیوبیت به دستگاه شما فقط است مفید اگر خیلی مستعد خطا نباشند و واقعاً بتوانند کار مفیدی انجام دهند. بنابراین محققان IBM پیشنهاد کردند که آزمایش واقعی یک کامپیوتر کوانتومی اندازه پیچیده‌ترین مداری است که یک دستگاه می‌تواند با استاندارد خاصی از قابلیت اطمینان پیاده‌سازی کند.

متریک به دست آمده حجم کوانتومی نامیده می شود و سال گذشته IBM در پردازنده 64 کیوبیتی خود به حجم 27 دست یافت. اما هانیول در مقاله نشان می‌دهد که به لطف اتصال بسیار بیشتر دستگاه، می‌تواند تنها با استفاده از شش کیوبیت با این رقم مطابقت داشته باشد. و همچنین نرخ خطای پایین آن.

از زمانی که تحقیقات انجام شده است، این شرکت آورده است تعداد کیوبیت ها در دستگاه خود تا 10، که می گوید اکنون می تواند به حجم کوانتومی 512 دست یابد، اگرچه نتایج هنوز توسط همتایان مورد بررسی قرار نگرفته است. این شرکت همچنین توضیح داد که چگونه قصد دارد مجموعه خود را به تعداد بسیار بیشتری کیوبیت افزایش دهد.

سیستم خطی فعلی آن تا 40 کیوبیت ظرفیت دارد، اما این شرکت در حال آزمایش یک دستگاه جانشین است که بیشتر شبیه یک پیست مسابقه است و می تواند به میزان قابل توجهی ظرفیت بیشتری داشته باشد. مرحله بعدی ایجاد یک پردازنده با شبکه ای از تله ها و سپس ادغام بسیاری از این شبکه ها با یکدیگر خواهد بود.

اما به عنوان جان تیمر اشاره می کند ARS TECHNICA, هانی ول تنها شرکتی نیست که با کامپیوترهای یونی به دام افتاده گام های بلندی برداشته است. استارت‌آپ IonQ پردازنده‌ای ساخته است که از آرایه‌هایی از پرتوهای لیزر برای اتصال یون‌ها به یکدیگر استفاده می‌کند تا آنها را به اطراف منتقل کند. نمونه اولیه 11 کیوبیتی آن به حجم کوانتومی 32 دست یافت.

اکنون این شرکت می‌گوید که تعداد کیوبیت‌ها را به 32 افزایش داده و در عین حال خطای سیستم را کاهش داده است. در حالی که نتایج آن هنوز به طور مستقل تأیید نشده است، IonQ ادعا می کند که این می تواند حجم کوانتومی تا چهار میلیون را به آن بدهد.

این که در نهایت کدام رویکرد در نهایت مؤثرتر خواهد بود باید دید، و هنوز راه زیادی تا اینکه هر یک از این دستگاه‌ها قادر به رقابت با قوی‌ترین رایانه‌های کلاسیک باشند، باقی مانده است. اما آنچه مسلم است این است که فناوری یون به دام افتاده اکنون یک رقیب جدی در مسابقه کوانتومی است.

تصویر های اعتباری: شرکت Honeywell

منبع: https://singularityhub.com/2021/04/19/honeywell-just-released-details-about-how-its-quantum-computer-works/