همشهری آنلاین، فرخنده رفائی: رایانه‌های کوانتومی برای حل برخی مسائل پیچیده، به شیوه‌ای متفاوت از رایانه‌های معمولی عمل می‌کنند؛ اما این فناوری هنوز با چالش بزرگی روبه‌روست: خطاهای محاسباتی. یکی از راه‌های توسعه این رایانه‌ها، استفاده از حالت‌های خاصی است که امکان اجرای عملیات پیچیده‌تر را فراهم می‌کنند. اکنون پژوهشگران گوگل در این زمینه به پیشرفتی تازه دست یافته‌اند.
به گزارش ساینس‌الرت، پژوهشگران بخش هوش مصنوعی کوانتومی گوگل روشی به نام «پرورش حالت جادویی» (Magic State Cultivation) را روی تراشه کوانتومی ویلو (Willow) آزمایش کرده‌اند. این روش با هدف تولید حالت‌های جادویی با کیفیت بالاتر و خطای کمتر طراحی شده است؛ دستاوردی که می‌تواند یکی از موانع مهم توسعه رایانه‌های کوانتومی کاربردی را کاهش دهد.
حالت‌های جادویی، حالت‌های ویژه‌ای در سامانه‌های کوانتومی هستند که امکان اجرای طیف گسترده‌ای از عملیات محاسباتی را فراهم می‌کنند. رایانه‌های کوانتومی برای انجام محاسبات پیچیده به این حالت‌ها نیاز دارند، اما تولید آنها با دقت بالا دشوار است. خطاهای کوچک در فرایند آماده‌سازی می‌توانند کیفیت محاسبات بعدی را کاهش دهند و منابع سخت‌افزاری بیشتری را به خود اختصاص دهند.
روش گوگل با استفاده از عملیات و اندازه‌گیری‌های کوانتومی، حالت‌های اولیه را بررسی می‌کند تا نمونه‌های نامعتبر شناسایی و کنار گذاشته شوند. به این ترتیب، حالت‌هایی با کیفیت بالاتر برای استفاده در مراحل بعدی محاسبات باقی می‌مانند.
بیشتر بخوانید:
- یک «جهان موازی» احتمالی در آزمایشگاه | اسرار ۱۰۰ساله مکانیک کوانتوم
- رکوردشکنی بی‌سابقه در ارتباط کوانتومی | انتقال اطلاعات در فاصله ۴۲۰ کیلومتری ممکن شد
- اینترنت کوانتومی یک قدم به واقعیت نزدیک‌تر شد
نتایج آزمایش نشان داد این روش توانسته است خطای آماده‌سازی حالت‌های جادویی را حدود ۴۰ برابر کاهش دهد. پژوهشگران همچنین به دقت بالایی در تولید این حالت‌ها دست یافتند؛ نتیجه‌ای که اهمیت این روش را برای توسعه محاسبات کوانتومی مقاوم در برابر خطا نشان می‌دهد.
با وجود این پیشرفت، فناوری هنوز با محدودیت‌هایی روبه‌روست. فرایند تولید حالت‌های جادویی به منابع محاسباتی نیاز دارد و همه حالت‌های تولیدشده نیز کیفیت لازم را ندارند. بنابراین، افزایش بازده روش و آزمایش آن در سامانه‌های بزرگ‌تر برای استفاده عملی از این دستاورد ضروری است.
در مجموع، این پژوهش یکی از مشکلات فنی مهم در مسیر ساخت رایانه‌های کوانتومی پیشرفته را هدف قرار داده است. اگر این روش در مقیاس بزرگ‌تر نیز موفق عمل کند، می‌تواند به کاهش هزینه محاسبات و افزایش قابلیت اطمینان این رایانه‌ها کمک کند.