الگوریتم Quantum Echoes گوگل معرفی شد؛ دستاورد تازه در فناوری رایانش کوانتومی

پیشرفت چشمگیر گوگل در زمینه رایانش کوانتومی

یکی از باورهای اساسی در رایانش کوانتومی این است که توسعه سیستم‌های کامپیوتری با کیوبیت‌ها (که می‌توانند برخلاف صفر و یک‌های باینری، همزمان چندین حالت را نمایش دهند) می‌تواند به درک بهتر سیستم‌های کوانتومی پیرامون ما منجر شود.

گوگل معتقد است الگوریتم جدیدش، شاهد دیگری بر این فرضیه است. الگوریتم Quantum Echoes نشان می‌دهد که بخش‌های مختلف یک سیستم کوانتومی چگونه با یکدیگر تعامل می‌کنند، به گونه‌ای که سایر کامپیوترهای کوانتومی نیز قادر به تکرار آن هستند و 13 هزار برابر سریع‌تر روی تراشه ویلو، نسبت به بهترین الگوریتم کلاسیک روی یکی از سریع‌ترین ابرکامپیوترهای جهان، اجرا می‌شود.

در مورد تراشه ویلو، نام “Echo” در Quantum Echoes از نحوه تعامل الگوریتم گوگل با سیستم کوانتومی گرفته شده است. گوگل در وبلاگ رسمی خود توضیح داده است:

ما سیگنالی با دقت طراحی‌شده به سیستم کوانتومی خود (کیوبیت‌ها روی تراشه ویلو) می‌فرستیم، یک کیوبیت را مختل می‌کنیم و سپس تکامل سیگنال را دقیقاً معکوس می‌کنیم تا اکو بازگشتی را بشنویم. این اکو با «تداخل سازنده» امواج کوانتومی تقویت می‌شود و باعث می‌شود اندازه‌گیری‌هایی که گوگل انجام می‌دهد، بسیار حساس باشند.

این حساسیت نشان می‌دهد که کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند ابزار مهمی برای مدل‌سازی مسائلی مانند تعامل ذرات یا ساختار مولکول‌ها باشند. گوگل در یک آزمایش جداگانه با دانشگاه برکلی کالیفرنیا، سعی کرد این موضوع را با اجرای الگوریتم Quantum Echoes برای مطالعه دو مولکول مختلف و مقایسه آن با روش Nuclear Magnetic Resonance (NMR) که هم‌اکنون توسط دانشمندان برای درک ساختار شیمیایی استفاده می‌شود، اثبات کند.

نتایج هر دو سیستم با یکدیگر تطابق داشت و گوگل اعلام کرد که Quantum Echoes حتی اطلاعاتی را نشان داد که معمولاً از طریق NMR قابل دسترسی نیست.

در بلندمدت، یک کامپیوتر کوانتومی تمام‌عیار می‌تواند در زمینه‌های مختلفی از کشف دارو گرفته تا توسعه اجزای جدید باتری مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، گوگل معتقد است تحقیقات Quantum Echoes نشان می‌دهد که کاربردهای واقعی کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند ظرف پنج سال آینده به دنیای واقعی برسند.