رکورد شبیه‌سازی رایانه های کوانتومی توسط آی بی ام شکسته شد

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ساینس دیلی، پیش از این تصور می‌شد به دلیل محدودیت حافظه، رایانه های عادی حداکثر قادرند عملکرد 49 کیوبیت را شبیه‌سازی کنند. زیرا حافظه موردنیاز برای این شبیه‌سازی به ازای هر کیوبیت بیشتر، به صورت تصاعدی افزایش می‌یابد.
در واقع نزدیک‌ترین شبیه سازی به این پیش‌بینی، توسط انستیتوی فناوری فدرال سوییس واقع در زویخ انجام شده و برای انجام آن به 500 ترابایت حافظه نیاز است. اما شرکت IBM با استفاده از راهکار جدید خود توانسته است 56 کیوبیت را تنها با استفاده از 4.5 ترابایت حافظیه شبیه سازی کند. این شیوه بر اساس یک ترفند ریاضیاتی طراحی شده است که امکان نمایش فشرده‌تر ترتیبات عددی مختلف کیوبیت‌ها را که با عنوان حالت کوانتومی شناخته می‌شود، فراهم می‌کند.
عملیات محاسبات کوانتومی معمولا با استفاده از جداول اعداد که نشان دهنده وظایف هر کیوبیت برای ایجاد یک حالت کوانتومی هستند، نمایش داده می‌شود؛ اما محققان IBM برای نشان دادن این وظایف از جداول چندبعدی موسوم به تانسور استفاده کردند که علاوه بر ردیف‌ها و ستون‌ها مقادیر عددی را در قالب محورهای اضافی نمایش می‌دهند.
علاوه بر این محققان با استفاده از مفهومی که تحت عنوان embarrassingly parallel شناخته می‌شود، توانستند از پردازنده‌های متعدد یک سوپررایانه به طور همزمان برای پردازش داده‌های کوانتومی بهره بگیرند و بدین ترتیب کارآیی موردنیاز برای شبیه‌سازی عملکرد یک رایانه کوانتومی دارای 56 کیوبیت را به دست آوردند.
البته به گفته متخصصان IBM این رایانه کوانتومی شبیه‌سازی شده حدود یک میلیارد بار کندتر از آن چیزی که در مورد قابلیت یک رایانه کوانتومی واقعی تخمین زده می‌شود، عمل می‌کند. محققان قصد دارند شبیه‌سازی خود را با سوپررایانه هایی که پردازنده‌های آن‌ها ارتباط موثری با یکدیگر دارند، ادامه دهند و انتظار دارند به این ترتیب بتوانند تعداد کیوبیت‌های شبیه‌سازی شده را افزایش دهند. هدف نهایی محققان ساخت یک رایانه کوانتومی است که بتواند مشکلات واقعی مانند شیمی کوانتومی را حل کند و این شبیه‌سازی‌ها معیار مناسبی را برای آزمایش دقت و سرعت رایانه های کوانتومی واقعی در اختیار می‌گذارد.