رایانش اتم می گوید کامپیوتر کوانتومی جدیدش بیش از 1,000 کیوبیت دارد

مقیاس کامپیوترهای کوانتومی به سرعت در حال رشد است. در سال 2022، آی‌بی‌ام با تراشه 433 کیوبیتی Osprey خود در جایگاه اول قرار گرفت. دیروز، رایانش اتم اعلام شد آنها IBM را با یک کامپیوتر کوانتومی اتم خنثی 1,180 کیوبیتی ارتقا داده اند.

ماشین جدید روی یک شبکه کوچک از اتم ها کار می کند که در جای خود نگه داشته شده و توسط لیزر در یک محفظه خلاء دستکاری می شوند. اولین نمونه اولیه 100 کیوبیتی این شرکت یک شبکه 10 در 10 از اتم های استرانسیوم بود. سیستم جدید یک شبکه 35 در 35 از اتم های ایتربیوم است (نشان داده شده در بالا). (این دستگاه فضایی برای 1,225 اتم دارد، اما Atom تاکنون آزمایش هایی را با 1,180 اتم انجام داده است.)

محققان محاسبات کوانتومی در حال کار بر روی طیف وسیعی از کیوبیت‌ها هستند - معادل کوانتومی بیت‌هایی که توسط ترانزیستورها در محاسبات سنتی نشان داده می‌شوند - از جمله حلقه‌های ابررسانای کوچک سیم (گوگل و IBM)، یون‌های به دام افتاده (IonQ) و فوتون‌ها و غیره. اما Atom Computing و سایر شرکت‌ها، مانند QuEra، معتقدند اتم‌های خنثی - یعنی اتم‌های بدون بار الکتریکی - پتانسیل بیشتری برای مقیاس‌پذیری دارند.

این به این دلیل است که اتم های خنثی می توانند حالت کوانتومی خود را برای مدت طولانی تری حفظ کنند و به طور طبیعی فراوان و یکسان هستند. کیوبیت های ابررسانا بیشتر در معرض نویز و نقص های تولید هستند. اتم‌های خنثی همچنین می‌توانند محکم‌تر در همان فضا بسته‌بندی شوند، زیرا شارژی ندارند که ممکن است با همسایگان تداخل داشته باشد و می‌توان آنها را به‌صورت بی‌سیم کنترل کرد. و اتم‌های خنثی امکان تنظیم دمای اتاق را فراهم می‌کنند، برخلاف دمای تقریباً صفر مطلق مورد نیاز سایر رایانه‌های کوانتومی.

ممکن است شرکت درگیر چیزی باشد. آن‌ها اکنون تعداد کیوبیت‌های دستگاه خود را در عرض تنها دو سال به اندازه‌ای افزایش داده‌اند و معتقدند که می‌توانند فراتر از این هم بروند. در ویدیویی که این فناوری را توضیح می دهدراب هیز، مدیرعامل اتم می‌گوید که «مسیری را می‌بینند که به میلیون‌ها کیوبیت در کمتر از یک سانتی‌متر مکعب برسد».

یکی از بنیانگذاران Atom: "ما فکر می کنیم که مقدار چالشی که برای رفتن از 100 به 1,000 باید با آن روبرو شویم، احتمالاً به طور قابل توجهی بیشتر از مقدار چالش هایی است که هنگام رفتن به هر چیزی که می خواهیم با آن روبرو شویم - 10,000،100,000، XNUMX،XNUMX." و CTO بن بلوم گفته شده ARS TECHNICA.

اما مقیاس همه چیز نیست.

کامپیوترهای کوانتومی به شدت پیچیده هستند. کیوبیت ها می توانند توسط میدان های مغناطیسی سرگردان یا ذرات گاز از حالت های کوانتومی خارج شوند. هر چه بیشتر این اتفاق بیفتد، محاسبات کمتر قابل اعتماد است. در حالی که مقیاس بندی چند سال پیش توجه زیادی را به خود جلب کرد، تمرکز به تصحیح خطا در خدمات مقیاس معطوف شد. در واقع، کامپیوتر جدید Atom Computing بزرگتر است، اما لزوما قدرتمندتر نیست. برای مثال، به دلیل انباشته شدن خطاها با افزایش تعداد کیوبیت، هنوز نمی توان از کل آن برای اجرای یک محاسبه استفاده کرد.

با این حال، اخیراً تحرکاتی در این جبهه وجود داشته است. در اوایل سال جاری، این شرکت نشان داد توانایی بررسی خطاها در اواسط محاسبه و به طور بالقوه آن خطاها را بدون ایجاد اختلال در خود محاسبات برطرف کنید. آنها همچنین باید با افزایش وفاداری کیوبیت های خود، خطاها را به حداقل برسانند. آرهر کدام از کاغذهای مهم نشان دادن پیشرفت دلگرم کننده in رویکردهای کم خطا به محاسبات کوانتومی اتم خنثی، جان تازه ای به این تلاش ببخشید. کاهش خطاها ممکن است تا حدی یک مشکل مهندسی باشد که با تجهیزات و طراحی بهتر قابل حل است.

بلوم می‌گوید: «چیزی که اتم‌های خنثی را تا زمانی که آن مقالات منتشر نشده‌اند، نگه داشته است، تمام چیزهای کلاسیکی است که ما برای کنترل اتم‌های خنثی استفاده می‌کنیم. و آنچه که اساساً نشان داده این است که اگر بتوانید روی چیزهای کلاسیک کار کنید - کار با شرکت های مهندسی، کار با تولید کنندگان لیزر (که کاری است که ما انجام می دهیم) - در واقع می توانید تمام آن سر و صدا را کاهش دهید. و اکنون ناگهان، شما با این سیستم کوانتومی فوق‌العاده و فوق‌العاده خالص باقی می‌مانید.»

علاوه بر تصحیح خطا در کامپیوترهای کوانتومی اتم خنثی، IBM امسال اعلام کرد که کدهای تصحیح خطا را برای محاسبات کوانتومی توسعه داده است که می تواند تعداد کیوبیت های ضروری مورد نیاز را به ترتیبی کاهش دهد.

با این حال، حتی با تصحیح خطا، کامپیوترهای کوانتومی در مقیاس بزرگ و مقاوم به خطا به صدها هزار یا میلیون ها کیوبیت فیزیکی نیاز خواهند داشت. و چالش‌های دیگر - مانند مدت زمان لازم برای حرکت و درهم‌تنیدگی تعداد فزاینده‌ای از اتم‌ها - نیز وجود دارد. درک بهتر و تلاش برای حل این چالش‌ها به این دلیل است که چرا رایانش اتم همزمان با تصحیح خطا، مقیاس را دنبال می‌کند.

در این بین، دستگاه جدید می تواند برای مشکلات کوچکتر استفاده شود. بلوم گفت اگر مشتری علاقه مند به اجرای یک الگوریتم 50 کیوبیتی باشد - شرکت قصد دارد کامپیوتر را در سال آینده به شرکای خود ارائه دهد - آنها آن را چندین بار با استفاده از کل کامپیوتر اجرا می کنند تا سریعتر به یک پاسخ قابل اعتماد برسند.

در حوزه غول‌هایی مانند گوگل و آی‌بی‌ام، این قابل توجه است که یک استارت‌آپ به سرعت ماشین‌های خود را افزایش داده است. اما علامت 1,000 کیوبیتی Atom Computing احتمالا برای مدت طولانی به تنهایی باقی نخواهد ماند. آی بی ام است در حال برنامه ریزی برای تکمیل تراشه Condor 1,121 کیوبیتی خود است اواخر امسال این شرکت همچنین یک رویکرد ماژولار را دنبال می کند - نه بر خلاف پردازنده های چند تراشه ای رایج در لپ تاپ ها و تلفن ها - که در آن مقیاس با پیوند دادن تراشه های کوچکتر به دست می آید.

ما هنوز در مراحل اولیه محاسبات کوانتومی. ماشین ها برای تحقیق و آزمایش مفید هستند اما برای مشکلات عملی نیستند. رویکردهای متعدد باعث پیشرفت در مقیاس و تصحیح خطا - دو مورد از چالش‌های بزرگ این حوزه - دلگرم‌کننده است. اگر این حرکت در سال‌های آینده ادامه یابد، یکی از این ماشین‌ها می‌تواند در نهایت اولین مشکل مفیدی را که هیچ کامپیوتر سنتی تا به حال نتوانسته بود حل کند.

اعتبار تصویر: رایانش اتم

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://singularityhub.com/2023/10/25/atom-computing-says-new-quantum-computer-is-first-to-hit-1000-qubits/