آینده محاسبات از ژاپن می‌آید؛ نخستین ابررایانه هیبریدی کوانتومی جهان روشن شد

جهان صنعت نیوز، مهندسان ژاپنی نخستین ابررایانه هیبریدی کوانتومی جهان را با ادغام رایانه کوانتومی ۲۰ کیوبیتی Reimei در ابررایانه Fugaku، ششمین ابررایانه سریع جهان، راه‌اندازی کردند. این سیستم که در مؤسسه علمی Riken در سایتاما مستقر است، عمدتاً برای تحقیقات فیزیک و شیمی استفاده خواهد شد.

ترکیب قدرت کوانتومی و کلاسیک برای حل مسائل پیچیده علمی

ژاپن با راه‌اندازی نخستین ابررایانه هیبریدی کوانتومی جهان، گام مهمی در دنیای محاسبات برداشته است. رایانه کوانتومی ۲۰ کیوبیتی Reimei در ابررایانه Fugaku، که به عنوان ششمین ابررایانه سریع جهان شناخته می‌شود، ادغام شده و این سیستم ترکیبی اکنون در مؤسسه علمی Riken در سایتاما، نزدیکی توکیو، فعالیت خود را آغاز کرده است.

کاربردهای علمی در حوزه فیزیک و شیمی

نمایندگان Quantinuum، تولیدکننده رایانه کوانتومی Reimei، و مؤسسه Riken در بیانیه‌ای مشترک اعلام کردند که این ابررایانه هیبریدی عمدتاً برای تحقیقات در زمینه‌های فیزیک و شیمی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. رایانه‌های کوانتومی به دلیل توانایی فوق‌العاده‌شان در پردازش سریع داده‌ها، می‌توانند محاسباتی را که ابررایانه‌های کلاسیک به زمان زیادی نیاز دارند، در مدت کوتاهی انجام دهند.

فناوری یون به دام افتاده، مزیتی برای Reimei

برخلاف بسیاری از رایانه‌های کوانتومی که از کیوبیت‌های ابررسانا استفاده می‌کنند، Reimei از کیوبیت‌های یون به دام افتاده بهره می‌برد. در این فناوری، اتم‌های باردار (یون‌ها) در یک میدان الکترومغناطیسی ایزوله شده و با استفاده از لیزر به‌طور دقیق کنترل می‌شوند. این روش به افزایش زمان پایداری کیوبیت‌ها و کاهش میزان خطا کمک می‌کند، در حالی که کیوبیت‌های ابررسانا سرعت بیشتری در اتصال دروازه‌ها دارند و تولید آن‌ها آسان‌تر است.

سیستم تصحیح خطا و افزایش دقت محاسبات

یکی از چالش‌های رایانه‌های کوانتومی، نویزی بودن ذات کیوبیت‌ها است. برای غلبه بر این مشکل، Reimei از کیوبیت‌های منطقی استفاده می‌کند که مجموعه‌ای از کیوبیت‌های فیزیکی هستند و اطلاعات را در چند نقطه ذخیره می‌کنند. این روش باعث کاهش نقاط ضعف و افزایش دقت محاسبات می‌شود. شرکت Quantinuum پیش از این موفق به کاهش نرخ خطا در کیوبیت‌های منطقی تا ۸۰۰ برابر کمتر از کیوبیت‌های فیزیکی شده بود.

گام‌های آینده در توسعه ابررایانه‌های هیبریدی

در حالی که Reimei-Fugaku نخستین سیستم هیبریدی کوانتومی کاملاً عملیاتی در جهان است، شرکت‌های دیگری نیز در حال آزمایش چنین سیستم‌هایی هستند. به عنوان مثال، در ژوئن ۲۰۲۴، شرکت IQM یک پردازنده کوانتومی ۲۰ کیوبیتی را در ابررایانه SuperMUC-NG در آلمان ادغام کرد، اما این سیستم هنوز در مرحله آزمایشی قرار دارد. IQM همچنین اعلام کرده که قصد دارد در سال ۲۰۲۵ یک سیستم ۵۴ کیوبیتی و در سال ۲۰۲۶ یک تراشه ۱۵۰ کیوبیتی را ادغام کند.

دانش و فناوری