اولین کامپیوترهای کوانتومی قابل حمل در جهان معرفی شدند

کمپانی سویچ ساینس – Switch-Science از نخستین کامپیوترهای کوانتومی قابل حمل در دنیا رونمایی کرد. این محصولات در سه مدل مختلف روانه بازار شدند.

سوییچ ساینس روز گذشته از سه محصول جدید در حوزه پردازش کوانتومی رونمایی کرد. به ادعای این کمپانی، محصولات جدید رونمایی شده، اولین کامپیوترهای کوانتومی قابل حمل در دنیا به شمار می‌روند. این دستگاه‌ها با بهره بردن از تکنولوژی SpinQ ( یک کمپانی چینی پردازش کوانتومی واقع در شنزن) برای اهداف آموزشی طراحی و ساخته شده‌اند.

هدف از توسعه این دستگاه‌ها، گسترش تکنولوژی‌های کوانتومی برای حل مسائل سنگین علمی خواهد بود. با این وجود، این سه مدل کوانتاپ (ترکیب کوانتوم و لپ تاپ) تنها جنبه دست‌گرمی برای فناوری‌های کوانتومی را دارند و توان پردازشی آن‌ها در مقایسه با قدرت واقعی رایانه‌های قدرتمند کوانتومی چندان قابل ملاحظه نیست!

حداکثر توان پردازشی این دستگاه‌های جدید سه کیوبیت (qubit) است که گویای ماهیت آموزشی آن‌هاست. برای مقایسه بد نیست به کامپیوتر سیکامور گوگل با 512 کارت گرافیک یا پردازشگر کوانتومی 433 کیوبیتی Osprey کمپانی IBM توجه داشته باشید! توان سه کیوبیتی این دستگاه‌ها طبیعتا برای اجرای هیچ پردازش کوانتومی معقولی قابل استفاده نیست. با این وجود، کاربران همچنان می‌توانند مدارهای کوانتومی را برنامه‌ریزی و اجرا کنند و یا الگوریتم‌هایی سفارشی را تعریف نمایند.

مشخصات فنی اولین کامپیوترهای کوانتومی قابل حمل جهان

سه محصول جدید معرفی شده توسط سوییچ ساینس به ترتیب Gemini Mini و Gemini و Triangulum نام دارند و سطوح مختلف پیچیدگی و طراحی را ارائه می‌کنند. با این وجود هر سه آن‌ها از سیستم پرداش کوانتومی یکپارچه بهره می‌برند که قادر است در دمای محیط کار کند.

SpinQ برای چرخاندن کیوبیت ها از رزنانس مغناطیسی هسته‌ای (NMR) استفاده می‌کند که نخستین بار در سال 1997 رونمایی شد. به همین جهت لپ تاپ های کوانتومی تازه‌وارد قادر به عملکرد در دمای محیط هستند. البته رزناتورهای مغناطیسی هسته‌ای قابلیت اسکیلینگ پایینی داشته و توانایی‌های کوانتومی آن‌ها نیز چندان قابل توجه نیست.

مدل گمینی مینی

نخستین مدل از کامپیوترهای کوانتومی جدید و قابل حمل سوییچ ساینس، مدل Gemini Mini است که ابعادی 200 در 350 در 260 میلیمتری داشته و محصول پایه این کمپانی به شمار می‌رود. این لپ تاپ دو کیوبیتی 14 کیلیوگرم وزن داشته و زمان همدوسی آن بالاتر از بیست میلی ثانیه است.

به گفته کمپانی سازنده، گیمینی مینی قادر است بر روی هر کیوبیت عملیات‌هایی حداکثر سی دروازه‌ای را انجام دهد. همچنین در صورتی که از مدارهای دو کیوبیتی استفاده شود، تعداد دروازه‌های مجاز این عملیات‌ها به بیش از ده تا می‌رسد.

این دستگاه از یک نمایشگر هم بهره برده و 18 الگوریتم دمو را نیز شامل می‌شود که دربرگیرنده اسناد تمرینی متعدد نیز خواهد بود. گمینی مینی قیمتی 8104 دلاری داشته و توان مصرفی آن 60 وات است.

مدل گمینی

مدل Gemini از لپ تاپ های کوانتومی سوییچ ساینس پسوند مینی را حذف کرده؛ اما تعداد کیوبیت‌ها را افزایش نمی‌دهد. در عوض پیچیدگی بیشتر طراحی این دستگاه امکان پردازش عملیات‌های با تعداد بیشتری دروازه را فراهم می‌کند؛ به طوری که عملیات‌های یک کیوبیتی در آن قادر به ثبت 200 سطح عمق بوده و عملیات‌های دو کیوبیتی قادر به پیشروی بیست سطح عمق هستند. در عین حال زمان همدوسی آن همچنان بالای 20 میلی ثانیه باقی خواهند ماند.

این دستگاه پیچیده دربرگیرنده شش الگوریتم دمو بوده و برای کاربران حرفه‌ای‌تر طراحی و ساخته شده است. به همین جهت قیمت آن نیز در مقایسه با گمینی مینی بسیار بیشتر بوده و به حدود 41510 دلار می‌رسد. کیس این دستگاه بسیار شبیه کیس‌های جدید و جذاب Alienware طراحی شده و ابعادی در 280 در 530 میلیمتری دارد.

این دستگاه همچنین فاقد نمایشگر بوده و توانی صد واتی دارد.وزن Gemini برابر با 44 کیلوگرم است.

مدل Triangulum

مدل Triangulum قدرتمندترین و پیشرفته‌ترین نمونه از کامپیوترهای کوانتومی قابل حمل جدید سوییچ ساینس است. این دستگاه با وزن 40 کیلوگرم و ابعاد 610 در 330 در 560 میلیمتر، قیمتی برابر با 57400 دلار دارد.

این محصول سه کیوبیتی بوده و زمان همدوسی آن دو برابر مدل‌های دیگر یعنی بیش از چهل میلی ثانیه است. در حقیقت SpinQ مدل Triangulum را برای دستیابی به زمان‌های همدوسی بالاتر طراحی کرده است. به این ترتیب می‌توان پیش از ناهمدوسی وضعیت کیوبیت‌ها و از دست رفتن همه داده‌ها، تعداد عملیات‌های بیشتری را به انجام رساند.

این اتفاق در دستگاه‌های کوانتومی مبتنی بر NMR به معنای کاهش عمق گیت عملیات‌ها در مقایسه با مدل Gemini است؛ به طوری که بر روی یک کیوبیت واحد شاهد اجرای عملیات‌های حداکثر چهل گیتی هستیم و اگر مدارهای دو یا سه کیوبیتی را فعال کنیم، عمق عملیات‌ها به هشت دروازه می‌رسد. توان مصرفی مدل Triangulum از این کیوتاپ‌ها برابر با 330 وات است.

احتمال این که کامپیوترها SpinQ آینده دنیای پردازش کوانتومی باشند بسیار کم است و تکنولوژی‌ای که چینی‌ها طراحی محصولاتشان را بر اساس آن بنا نهاده‌اند، احتمالا جایی در سیستم‌های پرداز کوانتومی آینده نخواهد داشت. همین امر پافشاری این کمپانی بر روی استفاده از این سیستم پردازشی کوانتومی را به امری عجیب تبدیل می‌کند؛ چرا که کمپانی‌های دیگری نظیر IBM، انویدیا، AWS و حتی خود SpinQ به استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوترهای کوانتومی مبتنی بر فضای ابری رو آورده‌اند.

استفاده از این سیستم جدید امکان استفاده از انواع مختلف کیوبیت را فراهم کرده و قابلیت‌های پرداز کوانتومی متعددی را در اختیار کاربران قرار می‌دهد.

بر اساس آن چه گفته شد، با وجود این که محصولات جدید سوییچ ساینس اولین کامپیوترهای کوانتومی قابل حمل دنیا به شمار می‌روند، اما بیشتر با هدف ایجاد هیجان بین کاربران و جلب توجه رونمایی شده و احتمالا زودتر از آنچه انتظار می‌رود به فراموشی سپرده خواهند شد.

در عین حال عرضه همین محصولات می‌تواند نویدبخش ساخت لپ تاپ های کوانتومی پیشرفته و بسیار قدرتمند در آینده نزدیک باشد.