IBM: دهه ۲۰۲۰ دوران اوج‌گیری رایانش کوانتومی تجاری خواهد بود

هنوز عدم قطعیت زیادی در دنیای رایانش کوانتومی وجود دارد. از رفتار عجیب کیوبیت‌ها که به‌عنوان پایه‌های رایانش شناخته می‌شوند تا تشخیص شرکتی که پیش‌گام بازار تجاری خواهد بود‌، همگی با عدم قطعیت روبه‌رو هستند. IBM در CES 2020 بخش عمده‌ای از رویدادها و کنفرانس‌های خود را به دستاوردهای مصرفی رایانش کوانتومی اختصاص داد. آن‌ها علاوه بر افزایش چشم‌انداز در حوزه‌ی کوانتوم، فهرستی از مشتریان تجاری خود را نیز در رویداد امسال نمایش دادند.
داریو گیل، مدیر بخش تحقیقات IBM که در کنفرانس شرکت در لاس‌وگاس حضور داشت، دوران کنونی را شبیه به سال ۱۹۴۴ و رونمایی از اولین کامپیوتر کاملا الکترونیکی تاریخ در ابعاد بزرگ یعنی Colossus دانست. کامپیوتری که در مراکز فرمان‌دهی جنگ بریتانیایی‌ها در بلچلی پارک توسعه یافت. IBM امیدوار است تا دستگاه کوانتومی Q System One که دقیقا یک سال پیش رونمایی شد، با مشخصاتی مشابه به Colossus در ذهن تاریخ باقی بماند. گیل می‌گوید قرار داشتن در این دوره‌ی تاریخی بسیار جذاب به‌نظر می‌رسد.

از ژانویه‌ی سال گذشته که IBM Q System One برای استفاده در آزمایشگاه‌ها و شرکت‌های تحقیقاتی معرفی شد، ۱۵ دستگاه فروخته و پیاده‌سازی شده‌اند. دستگاه مذکور یک کامپیوتر کوانتومی ۲۰ کیوبیتی است که در محفظه‌ای شیشه‌ای با نیم اینچ ضخامت و در فضایی ایزوله فعالیت می‌کند. IBM در توضیح طراحی می‌گوید که چنین تنظیماتی پایداری کیوبیت‌ها را افزایش می‌دهد و درنتیجه فرایندهای رایانش کوانتومی در سطح تجاری، به‌راحتی با این کامپیوتر قابل انجام می‌شوند.

قدرت کامپیوتر کوانتومی ۲۰ کیوبیتی آن‌چنان زیاد نیست. اگرچه شنیده‌ایم که رایانش کوانتومی قدرت‌های فراوانی از حل چالش تغییرات اقلیمی گرفته تا درمان بیماری‌های کشنده را دارد، اما برای چنین منظورهایی قطعا به کامپیوترهای قوی‌تر نیاز خواهد بود. وینفرید هنسینگر، استاد فناوری‌های کوانتومی در دانشگاه Sussex می‌گوید دستگاه‌های کوانتومی برای فعالیت عالی نیاز به کیوبیت‌های ابررسانا دارند که در دمای منفی ۲۷۳ درجه‌ی سانتی‌گراد فعالیت کنند. به‌همین دلیل دستگاه‌هایی همچون کامپیوتر کوانتومی IBM، هنوز محدودیت‌های زیادی دارند.
تعداد کنونی کیوبیت در کامپیوترهای کوانتومی، حداکثر تعدادی است که سیستم‌های خنک‌کننده توانایی نگه‌داری و مدیریت آن را دارند. درنتیجه هنوز تا دستگاه‌هایی که مجهز به میلیون‌ها یا میلیاردها کیوبیت باشند، فاصله‌ی زیادی داریم. هنسینگر می‌گوید برای بهره‌برداری از رایانش کوانتومی در مقیاس بزرگ، به همان تعدادهای میلیونی و میلیاردی کیوبیت نیاز داریم.
هنسینگر اعتقاد دارد تلاش IBM برای خارج کردن مفاهیم کوانتومی از آزمایشگاه و ارائه‌ی آن‌ها در کاربردهای تجاری، ستودنی است:
    نکته‌ی جذاب درباره‌ی فعالیت‌های IBM این است که آن‌ها تلاش می‌کنند تا رایانش کوانتومی را به کاربرانی عرضه کنند که شاید تاکنون حتی درباره‌ی فناوری چیزی نشنیده باشند. این رویکرد برای کل حوزه‌ی کوانتوم مفید خواهد بود.
فعالیت‌های IBM در حوزه‌ی کوانتوم محدود به Q System One نمی‌شود. آن‌ها شبکه‌ای ابری از توسعه‌دهنده‌ها و متخصصان صنعتی را مدیریت می‌کنند که به‌صورت اختصاصی برای بهبود وضعیت رایانش کوانتومی شک گرفت. شبکه‌ی موسوم به Q Network در سال ۲۰۱۶ شکل گرفت و دست‌رسی به متخصصان، ابزارهای توسعه و سیستم‌های کوانتومی ابری را برای آزمایش و بررسی‌های اولیه به سازمان‌ها ارائه می‌کند.
گیل در رویداد IBM گفت که تاکنون ۱۳۰ میلیون فرایند اجرایی در Q Network انجام شده است. همچنین ۱۰۰ شریک تجاری ازجمله دلتا ایرلاینز و گلدمن ساکس و اکسون‌موبیل از خدمات شبکه استفاده می‌کنند. گیل هدف نهایی شبکه را بهره‌برداری از کوانتوم برای پیشرفت‌های تجاری و علمی می‌داند و اعتقاد دارد برتری کوانتومی واقعی در دهه‌ی کنونی رخ خواهد داد.
برتی کوانتومی زمانی رخ می‌دهد که یک کامپیوتر کوانتومی بتواند برتری‌های قابل‌توجهی را در فاکتور سرعت نسبت به کامپیوترهای سنتی نشان دهد. IBM تلاش می‌کند تا به‌عنوان اولین بازیگر دنیای فناوری، به این دستاورد برسد. البته آن‌ها باید در مسیر مذکور با نام‌های بزرگی رقابت کنند.
گوگل یکی از فعالان جدی دنیای کوانتومی محسوب می‌شود. آن‌ها در ماه‌های اخیر اخبار زیادی را به خود اختصاص دادند. غول موتور جست‌وجو ادعا کرد که کامپیوتر ۵۳ کیوبیتی‌اش به برتری کوانتومی رسید و محاسبه‌ای که برای یک کامپیوتر سنتی ۱۰ هزار سال زمان می‌برد، در سه دقیقه و ۲۰ ثانیه انجام داد. متخصصان IBM به‌سرعت ادعای گوگل را به چالش کشیدند.
ظاهرا دهه‌ی پیش‌رو دوران رقابت نزدیک غول‌ها در دنیای کوانتوم خواهد بود. اگرچه IBM در نمایشگاه CES امسال تمرکز زیادی روی حوزه‌ی کوانتوم داشت، هنوز نمی‌توان برتری آن‌ها را نهایی و روشن دانست. هنسینگر اعتقاد دارد هنوز زمان زیادی برای تشخیص برنده‌ی رقابت برتری کوانتومی نیاز داریم. او اعتقاد دارد ظرفیت‌های فنی موردنیاز برای دست‌رسی به برتری کوانتومی حداقل تا ۱۰ سال آینده به‌دست نخواهد آمد.