برتری کوانتومی: دستاوردی نزدیک یا هنوز دور؟

شبکه اطلاع‌رسانی روابط‌عمومی‌ ایران (شارا) || رایانه‌های کوانتومی (Quantum Computers) با پیشرفت فناوری‌های مرتبط، به سرعت در حال رشد هستند اما هنوز به اندازه‌ای نرسیده‌اند که بتوانند از بهترین ابررایانه‌های موجود در حل مسائل عملی برتری یابند. مفهوم «برتری کوانتومی» (Quantum Supremacy) به نقطه‌ای اشاره دارد که در آن یک رایانه کوانتومی قادر است مسأله‌ای را حل کند که رایانه‌های کلاسیک (Classical Computers) قادر به انجام آن نیستند.

تاریخچه برتری کوانتومی
اصطلاح «برتری کوانتومی» در سال ۲۰۱۲ توسط جان پرسکیل (John Preskill)، استاد فیزیک نظری در دانشگاه کالتک (Caltech)، ابداع شد. او این واژه را برای توصیف نقطه‌ای که یک رایانه کوانتومی قادر به انجام کاری است که رایانه‌های کلاسیک نمی‌توانند، معرفی کرد. در سال ۲۰۱۹، گوگل (Google) اولین شرکت بود که اعلام کرد به برتری کوانتومی دست یافته است، اما این ادعا پس از توسعه الگوریتم‌های کلاسیک جدید مورد سوال قرار گرفت.

چالش‌های برتری کوانتومی
رایانه‌های کوانتومی از پدیده‌های مکانیک کوانتومی مانند درهم‌تنیدگی (Entanglement) و برهم‌نهی (Superposition) بهره می‌برند که به آنها امکان می‌دهد محاسبات بسیار پیچیده‌ای را به طور موازی انجام دهند. با این حال، تعداد کیوبیت‌ها (Qubits) — واحد پایه اطلاعات در رایانه‌های کوانتومی — هنوز برای حل مسائل پیچیده در مقیاس بزرگ کافی نیست. به علاوه، رایانه‌های کوانتومی امروزی مستعد خطا هستند و نیاز به روش‌های تصحیح خطا دارند که این امر پیشرفت آنها را کند می‌کند.

وضعیت فعلی و آینده
در سال‌های اخیر، شرکت‌ها و مؤسسات تحقیقاتی مختلفی تلاش کرده‌اند تا به برتری کوانتومی دست یابند. به عنوان مثال، Quantinuum در سال ۲۰۲۴ اعلام کرد که با پردازنده کوانتومی ۵۶ کیوبیتی (۵۶ Qubits) خود به این نقطه عطف نزدیک شده است. با این حال، دانشمندان همچنان بر این باورند که برای رسیدن به برتری کوانتومی واقعی، نیاز به کاهش نرخ خطا و افزایش تعداد کیوبیت‌ها به مراتب بیشتر است.

اهمیت برتری کوانتومی
برتری کوانتومی می‌تواند تحولی بزرگ در حوزه‌های مختلف ایجاد کند، از جمله رمزنگاری (Cryptography)، شبیه‌سازی مواد جدید، بهینه‌سازی مسائل پیچیده و داروسازی. اما برای اینکه رایانه‌های کوانتومی به طور عملی قابل استفاده شوند، باید توانایی حل مسائل واقعی و مفید را داشته باشند، نه تنها مسائل نظری که هنوز کاربرد عملی ندارند.

اگرچه به نظر می‌رسد که ما در آستانه دست یافتن به برتری کوانتومی هستیم، اما هنوز موانع زیادی وجود دارد که باید بر آنها غلبه کرد. کاهش خطاها و افزایش تعداد کیوبیت‌ها از جمله چالش‌های اصلی هستند که باید حل شوند. با این حال، تلاش‌های مداوم در این زمینه امیدوارکننده است و برتری کوانتومی می‌تواند در آینده‌ای نزدیک به یک واقعیت تبدیل شود، که تأثیرات گسترده‌ای بر فناوری و صنعت خواهد داشت.
برای کسب اطلاعات بیشتر و دنبال کردن آخرین اخبار در این حوزه، می‌توانید نویسنده را در توییتر یا لینکدین دنبال کنید.