اپتیک و کوانتوم

خلاصه خبر:

• طبق گزارش‌های ثبت‌شده، سری کامپیوترهای کوانتومی جیوژانگ (JiuZhang) یک مسئله پیچیده ریاضی را در یک میلیونیم ثانیه حل کردند.
• این کامپیوتر کوانتومی فوتونیکی توانست 20 میلیارد سال سریع‌تر از یک ابرکامپیوتر، به راه‌حلی برای مسئله نمونه‌برداری بوزونی برسد.
• درحالی‌که تیم چینی به ثبت رکوردها در نمونه‌برداری بوزونی ادامه می‌دهد، برخی از دانشمندان متعجب هستند که آیا این مهم منجر به مزیت کوانتومی در کاربردهای عملی می‌شود یا خیر.

با پرده‌برداری دانشمندان چینی از آخرین نتایج سری کامپیوترهای کوانتومی فوتونیکی  جیوژانگ(JiuZhang) ، بازهم به‌سرعت پیشروی قلمرو پرشتاب محاسبات کوانتومی افزوده شد. طبق گزارشی که اخیراً در ساوث چاینا مورنینگ پست ( South China Morning Post) منتشر شد، این کامپیوتر کوانتومی فوتونیکی توانست یک  مسئله پیچیده ریاضی را در یک میلیونیم ثانیه حل کند. این شاهکار با اختلافی خیره‌کننده از سریع‌ترین ابررایانه جهان پیشی گرفت و این محاسبات را بیش از 20 میلیارد سال سریع‌تر از همتای ابررایانه‌ای خود انجام داد.

سرپرست این تیم تحقیقاتی پان جیانوی Pan Jianwei)) است که از وی به‌عنوان پدر برنامه‌های کوانتومی چین یاد می‌شود. تیم وی از دانشگاه علم و صنعت چین در استان آنهویی، نمونه اولیه جیوژانگ 3 ( JiuZhang 3)  را معرفی کرد و بیان کرد که این کامپیوتر با سرعت محاسباتی در ابعاد  میلیونی از رکورد ثبت‌شده نسخه قبلی خود پیشی گرفته است. محققان یافته‌های خود را در مقاله‌ای منتشر کردند که روز سه‌شنبه در Physical Review Letters منتشر شد.

سری جیوژانگ (JiuZhang) که نام آن برگرفته از یک متن ریاضی باستانی چینی است، از فوتون‌ها به‌عنوان واسط محاسباتی استفاده کرده و واحد بنیادی اطلاعات کوانتومی آن همان کیوبیت است. سری کامپیوترهای جیوژانگ (JiuZhang) در چند سال گذشته به‌طور قابل‌توجهی توسعه‌یافته است. به گزارش SCMP، در زمان رونمایی از  جیوژانگ (JiuZhang) در سال 2020، این کامپیوتر از 76 فوتون استفاده می‌کرد. گزارش شده که مدل بعدی آن  با 113 فوتون و  آخرین نمونه آن با 255 فوتون کار می‌کند.

این پیشرفت به‌دست‌آمده در استفاده از فوتون، به‌منظور هدایت و حل یک مشکل پیچیده و گیج‌کننده مبتنی بر نمونه‌برداری بوزون گاوسی به کار برده شد، الگویی که رفتارهای پیچیده ذرات نور را هنگام عبور از هزارتوی پیچیده بلورها و آینه‌ها شبیه‌سازی می‌کند. به گزارش سایت خبری، تحقیقات علمی اخیر که در اصل به‌عنوان یک بازی فیزیکی بی‌هدف تصور می‌شد، نشان می‌دهد که نمونه‌گیری بوزونی می‌تواند کاربردهای بالقوه‌ای درزمینهٔ پیچیده رمزنگاری داشته باشد.

آخرین اخبار در مورد جیوژانگ3 (JiuZhang 3) ،موقعیت چین را به‌عنوان یک رهبری کوانتومی جهانی تثبیت می‌کند. فضای کوانتومی فوتونیک بین‌المللی دارای چندین رهبر است که ازجمله آن‌ها می‌توان به زانادو (Xanadu)، یک شرکت مستقر در تورنتو اشاره کرد. به‌عنوان‌مثال، زانادو (Xanadu) در سال 2022 اعلام کرده که کامپیوتر کوانتومی بورالیس (Borealis) آن دارای 216 کیوبیت حالت فشرده بوده و در فضای ابری عمومی در دسترس است.

حتی در شرایطی که توسعه‌دهندگان کامپیوترهای کوانتومی جهانی رکوردهای سرعت را می‌شکنند، برخی از منتقدان ادعا می‌کنند که بسیاری از این اعلامیه‌ها عمدتاً تشریفاتی هستند. آن‌ها بیان می‌کنند که  نمونه‌برداری بوزونی یک مسئله کم‌اهمیت است و ممکن است به‌عنوان یک معیار عالی برای موارد استفاده‌ی عملی محاسبات کوانتومی در آینده عمل نکند. دلیل اول این است که نمونه‌برداری بوزونی به‌صورت ایده آل برای رایانه‌های کوانتومی مناسب هستند تا از رایانه‌های کلاسیک بهتر عمل کنند و درواقع، این کار حتی برای کامپیوترهای کوانتومی فوتونیکی مناسب‌تر است. به‌عنوان دلیل دوم، منتقدان اشاره می‌کنند که نمونه‌برداری بوزونی به‌جز استفاده در روش‌های رمزنگاری، کاربردهای بسیار کمی در دنیای واقعی دارد.

سایر محققان کامپیوترهای کوانتومی متوجه این موضوع شده‌اند و کمتر نگران شکستن رکوردهای سرعت هستند و تمرکز آن‌ها روی مزیت کوانتومی عملی در کارهایی است که کاربردهای تجاری فوری‌تری دارند، مانند کشف دارو و مشکلات بهینه‌سازی مالی.

منبع