محققان با یک کامپیوتر جدید مدعی دستیابی به برتری کوانتومی شدند؛ 100 برابر بهتر از گوگل

سال 2019، کامپیوتر کوانتومی Sycamore گوگل با انجام تسک خاصی در 200 ثانیه به رکوردی موسوم به «برتری کوانتومی» دست یافت؛ تکمیل این تسک برای ابرکامپیوترهای کلاسیک 10,000 سال طول می‌کشد. اکنون به‌ نظر می‌رسد کامپیوتر شرکت کوانتینیوم (Quantinuum) حدود صد برابر بهتر از کامپیوتر گوگل عمل می‌کند.

براساس گزارش TechSpot، کامپیوتر جدید 56 کیوبیتی H2-1 شرکت کوانتینیوم، تا 100 برابر از رکورد Sycamore گوگل بهتر عمل می‌کند؛ به‌عبارتی اکنون عنوان «برتری کوانتومی» از آن کوانتینیوم است که از ژانویه تا ژوئن 2024 آزمایش‌های متعددی روی کامپیوتر کوانتومی خود انجام داد. این شرکت ادعا می‌کند دستگاهش به آستانه‌ای از عملکرد تصحیح خطا رسیده است که بسیاری از کارشناسان معتقد بودند هنوز سال‌ها با آن فاصله دارد.

رکوردشکنی کامپیوتر کوانتومی H2-1 شرکت کوانتینیوم

محققان کوانتینیوم در مقاله‌ای که هنوز همتاداوری نشده است، می‌گویند با استفاده از الگوریتم «نمونه‌برداری مدار تصادفی» عملکرد بهبود قابل‌توجهی کرده است. کامپیوتر این شرکت امتیاز تقریبی 0.35 را در بنچمارک XEB به دست آورده که بیش از 100 برابر بهتر از رکوردهای قبلی است؛ یعنی کامپیوتر کوانتومی H2-1 می‌تواند در 35 درصد مواقع نتایج را بدون خطا تولید کند.

به‌طورکلی XEB نتایج را بین صفر (تمام خروجی‌ها خطا دارند) و یک (کاملاً بدون خطا) نشان می‌دهد. برای مقایسه، کامپیوتر کوانتومی Sycamore گوگل که 53 کیوبیت دارد، زمانی که یک کار خاص را در 200 ثانیه انجام داد، در XEB تقریباً امتیاز 0.002 به‌ دست آورد. در آن زمان، گوگل مدعی شد پیشرفته‌ترین ابرکامپیوتر کلاسیک جهان، Summit، تقریباً 10 هزار سال طول می‌کشید تا این کار را به پایان برساند.

به گفته کوانتینیوم، در پیکربندی H2-1 علاوه‌بر کیوبیت‌های فیزیکی، از چهار کیوبیت منطقی نیز استفاده شده است. نرخ خطای مدار منطقی تا 800 برابر کمتر از نرخ خطای مدار فیزیکی است؛ به این معنا که کیوبیت‌های منطقی قابل‌اعتمادتر از کیوبیت‌های فیزیکی هستند.

تصحیح خطا به رایانه‌های کوانتومی اجازه می‌دهد محاسبات طولانی‌تر و پیچیده‌تری را با محافظت از اطلاعات کوانتومی در برابر نویز و عدم‌پیوستگی انجام دهند. به‌طورکلی، در محاسبات کوانتومی، نرخ خطا معمولاً بسیار بیشتر از محاسبات کلاسیک است. کامپیوترهای کوانتومی پیشرفته فعلی نرخ خطای بین 1 درصد تا 0.1 درصد دارند.