محاسبات کوانتومی شروع به کار می کند

امروزه تحقیقات کوانتومی به معنای تجارت بزرگ است. آنچه زمانی به عنوان یک کنجکاوی علمی تلقی می شد، محاسبات کوانتومی اکنون نوید تبدیل بسیاری از جنبه های زندگی روزمره را از امنیت سایبری به توسعه دارو و پیش بینی آب و هوا می دهد. در سال‌های اخیر، کار در محاسبات کوانتومی از دانشگاه‌ها و آزمایشگاه‌های تحقیقاتی شرکت‌ها خارج شده و شرکت‌های چندملیتی بزرگ و همچنین استارت‌آپ‌ها و سرمایه‌گذاران خطرپذیر وارد رقابت تجاری‌سازی فناوری‌های کوانتومی شده‌اند. اما با وجود تمام اعلامیه‌ها و هیاهوهای بودجه، برخی هشدار می‌دهند که این امر باعث ایجاد یک «حباب کوانتومی» می‌شود که ممکن است به زودی ظاهر شود. 

قلب و روح یک کامپیوتر کوانتومی بیت کوانتومی یا کیوبیت است. این بیت‌ها با بیت‌های استاندارد رایانه متفاوت هستند که می‌توانند 0 یا 1 باشند. از سوی دیگر، کیوبیت‌ها می‌توانند هر دو باشند. استفاده از این ویژگی برای مسائل پیچیده محاسباتی به این معنی است که می‌توان راه‌حل‌ها را بسیار سریع‌تر از سریع‌ترین رایانه‌های امروزی با مقیاس کردن محاسبات برای محاسبه با کیوبیت‌های زیاد محاسبه کرد و در نتیجه قدرت محاسباتی به صورت تصاعدی افزایش یافت. کیوبیت ها را می توان از پلتفرم های سخت افزاری مختلفی مانند کیوبیت های ابررسانا یا یون های به دام افتاده ساخته شد. دیگر روش‌های آینده پردازنده‌های کوانتومی فوتونیکی هستند که به جای آن از نور استفاده می‌کنند.

کارشناسان می گویند که تنها زمانی می توان انتظار یک «مزیت کوانتومی» واقعی را داشت که کامپیوترهای کوانتومی با یک میلیون کیوبیت کار کنند. و با توجه به اینکه رکورد فعلی هنوز کمتر از 100 کیوبیت است، هنوز راه زیادی باقی مانده است. اما چیزی که بیشتر مانع پیشرفت می شود، عدم انسجام خود کیوبیت ها است. برای جلوگیری از این امر، آنها معمولاً باید در نزدیکی 0 K عمل کنند و از یکدیگر و محیط محافظت شوند. با این حال، از نظر علمی، هیچ چیز مانع ایجاد کامپیوترهای کوانتومی در مقیاس بزرگ نمی شود، اما برخی از مشکلات مهندسی دشوار برای حل وجود دارد. 

برخی از این چالش‌ها با برنامه‌های عظیم دولت مواجه می‌شوند. در ایالات متحده، دولت 1.2 میلیارد دلار برای خود اختصاص داده است برنامه ملی ابتکار کوانتومی که هم دانشگاهی و هم بخش خصوصی را هدف قرار داده است، در حالی که دولت بریتانیا به پایان 10 میلیارد پوندی 1 ساله خود نزدیک می شود. برنامه ملی فناوری کوانتومیدر سال 2013 آغاز شد. در همین حال، هلند سال گذشته 615 میلیون یورو به سازمان چتر اختصاص داد. کوانتوم دلتا NL برای تقویت توسعه فناوری های کوانتومی. با این حال، همه اینها در سایه بودجه تخمینی 10 میلیارد دلاری چین برای برنامه ملی خود قرار دارد. 

از فناوری بزرگ تا فناوری کوچک

محاسبات کوانتومی در حال حاضر تحت سلطه غول‌های فناوری مانند آی‌بی‌ام، آمازون، هیولت پاکارد، هانی‌ول، گوگل و مایکروسافت است و برخی از این‌ها سرمایه‌گذاری زیادی در ابتکارات کوانتومی دارند. گوگل یک پردازنده کوانتومی 53 کیوبیتی به نام Sycamore دارد در حالی که IBM از برنامه های خود برای تولید یک تراشه 433 کیوبیتی در اواخر امسال و یک تراشه 1121 کیوبیتی در سال 2023 رونمایی کرد. دستگاه های کوانتومی IBM قبلاً برای استفاده بیش از 200,000 مشتری از طریق مشتریان در دسترس قرار گرفته اند. یک سرویس مبتنی بر ابر

در واقع، بسیاری از شرکت های بزرگ در حال بررسی کاربردهای کوانتومی هستند. گلدمن ساکس در حال توسعه الگوریتم‌های بهینه‌سازی کوانتومی برای قیمت‌گذاری دارایی‌ها بر اساس ریسک ذاتی مرتبط با، برای مثال، گزینه‌ها یا سهام مختلف است. این می گوید که عملیات مالی می تواند از رایانه های کوانتومی در پنج سال آینده بهره مند شود. در همین حال، سازنده خودرو دایملر، در حال بررسی این موضوع است که چگونه رایانه‌های کوانتومی می‌توانند مواد جدید را برای توسعه باتری‌های خودرو با کارایی بالاتر و کم‌هزینه شبیه‌سازی کنند. بانک HSBC در آوریل گذشته اعلام کرد که با IBM همکاری می کند تا پتانسیل محاسبات کوانتومی در بانکداری را بررسی کند.

و این فقط بازیکنان بزرگ نیستند که در بازی حضور دارند. تعداد استارت‌آپ‌های مبتنی بر کوانتوم چندین سال است که در حال افزایش بوده است و بر اساس آخرین تخمین‌ها، ۲۶۵ است. گزارش محاسبات کوانتومی. و برخی در حال برداشتن گام های بزرگ رو به جلو هستند. استارت آپ مستقر در ایالات متحده ColdQuanta یک پردازنده 100 کیوبیتی مبتنی بر اتم های سرد را امسال راه اندازی کرد و امیدوار است که در سه سال آینده به 1000 کیوبیت ارتقا یابد. یکی دیگر از شرکت‌های آمریکایی - IonQ - اولین استارت‌آپ کوانتومی بود که سال گذشته تجارت عمومی را در بورس نیویورک آغاز کرد و به آن اجازه داد بیش از 600 میلیون دلار بودجه سرمایه‌گذاری جذب کند. یکی دیگر از قراردادهای مهم PsiQuantum است که بر اساس وعده خود برای ساخت یک کامپیوتر کوانتومی مبتنی بر فوتونیک در مقیاس کامل تا سال 450، یک دور 2025 میلیون دلاری را در سال جاری تضمین کرد. 

با توجه به اینکه یک پایه علمی محکم پشتوانه پتانسیل فناوری کوانتومی وجود دارد، سوال این نیست که آیا این اتفاق خواهد افتاد یا نه، بلکه این است که چه زمانی

فریکه هایجمن

استارت‌آپ‌های مبتنی بر کوانتوم نیز مورد توجه سرمایه‌گذاران خطرپذیر هستند. این کمی غیر منطقی است زیرا سرمایه‌گذاران خطرپذیر معمولاً روی «اسب‌های ایمن» شرط می‌بندند، که در مورد محصولات تجاری که انتظار می‌رود یک دهه بعد یا بیشتر وارد بازار شوند، صادق نیست. با این وجود، طبق گفته شرکت مشاوره مک کینزی، سرمایه گذاری خطرپذیر و سایر سرمایه های خصوصی در حال حاضر بیش از 70 درصد از سرمایه گذاری های فناوری کوانتومی را تشکیل می دهند. و جایی که در سال 93.5 تنها 2015 میلیون دلار سرمایه گذاری شد، در سال 2021 این رقم به 3.2 میلیارد دلار افزایش یافت. 

خطر این همه سرمایه گذاری این است که منجر به حباب می شود، اما حداقل در حال حاضر برخی را نگران نمی کند. داگ فینکه، مدیر اجرایی، می‌گوید: «من باور نمی‌کنم که یک سقوط عمومی سرمایه‌گذاری رخ دهد، زیرا در چند سال آینده شاهد اعلام موفقیت‌هایی خواهیم بود و سازمان‌هایی از محاسبات کوانتومی برای کاربردهای تجاری یا علمی در دنیای واقعی استفاده می‌کنند. گزارش محاسبات کوانتومی. 

Freeke Heijman، مدیر توسعه اکوسیستم در Quantum Delta NL می‌افزاید که کمی هیاهو لزوما بد نیست زیرا به هیجان مردم برای ورود به فناوری‌های کوانتومی کمک می‌کند. او می افزاید: «با توجه به اینکه یک پایه علمی محکم بر پتانسیل فناوری کوانتومی وجود دارد، سؤال این نیست که آیا این اتفاق می افتد یا نه، بلکه این است که چه زمانی اتفاق بیفتد».