تصنع الصين أسرع كمبيوتر كمي قابل للبرمجة في العالم يتفوق على أجهزة الكمبيوتر “الكلاسيكية”

يزعم العلماء الصينيون أنهم طوروا أسرع أجهزة الكمبيوتر الكمومية القابلة للبرمجة في العالم ، والتي يبدو أنها تحلل المشكلات التي لا يمكن أن تحدث في أجهزة الكمبيوتر الكمومية غير التقليدية.

زعم باحثون بقيادة بان جيانوي من الجامعة الصينية للعلوم والتكنولوجيا (USTC) أن Zuchongzhi 2.1 ، أحد أنظمة الحوسبة الكمومية ، أقوى بمليون مرة من أقرب منافسيه ، Google Sycamore.

سمي على اسم عالم رياضيات من القرن الخامس ، حاسوبهم الكمومي فائق التوصيل القابل للبرمجة أسرع بعشرة ملايين مرة من أسرع حاسوب فائق في العالم. قال العلماء.

إلى جانب ذلك ، لاحظ الفيزيائيون في دراسة أخرى أن حواسيبهم الكمومية الضوئية المعتمدة على الضوء – JiuShang 2 – يمكنها إجراء حسابات أسرع 100 تريليون مرة من أسرع كمبيوتر عملاق في العالم. رسائل مجلة فيزياء المراجعة في يوم الاثنين.

على أجهزة الكمبيوتر التقليدية ، تكون الوحدة الأساسية للمعلومات قليلة ، ويتم تخزين البيانات بشكل أساسي في أكواد ثنائية 1V و 0V. من ناحية أخرى ، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية الخصائص الخاصة لأصغر الجسيمات في الكون على عدة مستويات – الأصفار وفي أي وقت أو فيما بينهما.

قال العلماء إن مرونة الجسيمات الكمومية تسمح باستخدام البتات الكمومية أو المقايضة لإجراء حسابات مختلفة في وقت واحد.

على الرغم من وجود العديد من الأساليب لتحقيق الحوسبة الكمومية ، فقد طور الفريق الصيني نظامين مختلفين – أحدهما عبارة عن أجهزة كمبيوتر ضوئية ضوئية تعتمد على الضوء والآخر عبارة عن كمبيوتر كمي فائق التوصيل ، والذي يجب حفظه في درجة حرارة منخفضة جدًا للعمل بكفاءة.

في أنظمة الكم الضوئية ، يتم معالجة طاقة الضوء بواسطة الفوتونات والمرايا ومقسمات الحزمة ومبدل الطور ، بينما في الأخير يتم التلاعب بموضع الإقلاع باستخدام مجال كهرومغناطيسي.

تمكن هذه التلاعبات الفوتونات من أداء وظائف أحد أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية ، مثل إضافة الأصفار ، وتساعد كاشفات الفوتون الفردي في دراسة الفوتونات التي تخضع لها.

الموضوع الشائع في هذين النوعين من الأنظمة الكمومية هو أنهما يقبلان حالات كمومية متعددة كمدخلات ، وحالات اجتياز عبر دائرة ، وإخراج مستويات متعددة.

في أجهزة الكمبيوتر الكمومية الضوئية ، على سبيل المثال ، يتم إدخال الفوتونات المفردة بالتوازي مع الدائرة الضوئية ، حيث تتسبب عناصر مثل مقسم الحزمة في تداخل الفوتونات ، وبالتالي تغيير مواقعها ، وإصدارها من منافذ إخراج متعددة.

في التجارب ، يستخدم العلماء جهازي كمبيوتر كمي لحساب احتمال أن يؤدي تكوين إدخال معين إلى تكوين إخراج معين.

يقول العلماء إن مثل هذه الحسابات الاحتمالية مستحيلة بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية لأن هذه الدوائر تحتوي على عشرات الآلاف من المدخلات والمخرجات.

ولكن في كل من الأنظمة الكمومية الضوئية وفائقة التوصيل ، تساعد الطبيعة الكمية لهذه الأنظمة على زيادة عدد الحسابات المتوازية الممكنة ، مما يجعل مثل هذه الحسابات الاحتمالية ممكنة.

على الرغم من أنه من غير المتوقع أن تحل هذه الأجهزة محل أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية تمامًا ، إلا أنها تستطيع إجراء حسابات معقدة محددة في فترة زمنية قصيرة.

ظهر بون وفريقه في منظمتهم المكونة من 10 ثوانٍ⁴³ التأثيرات المحتملة ، نظام الكم الفوتوني الخاص بهم لنأخذ عينة الإصدار 10²⁴ ضعف سرعة الكمبيوتر الفائق الكلاسيكي – تم تحديثه من نتائج الفريق في 10 ديسمبر¹⁴ طريقة التشغيل السريع.

يدعي العلماء أن الحسابات النموذجية باستخدام الكمبيوتر الكمومي فائق التوصيل هي أصعب 1000 مرة من تلك التي يتم إجراؤها على الكمبيوتر التقليدي.

“نحن نقدر أن نموذج عمل Sukangji قد اكتمل في حوالي 1.2 ساعة [hours] سيستغرق أقوى كمبيوتر عملاق 8 سنوات على الأقل [years]كتب العلماء في الدراسة.

قال بيان إن باري ساندرز ، مدير معهد علوم وتكنولوجيا الكم بجامعة كالجاري في كندا ، ليس له علاقة بالدراسة. التعليق المرفق اثنان من أجهزة الكمبيوتر الكمومية للاختبار “يتعاملان مع مشاكل أكثر تعقيدًا”.

قال تشو شياوبو ، المؤلف المشارك للدراسة ، لوسائل الإعلام الحكومية الصينية: “يشير هذا إلى أن بحثنا قد دخل مرحلته الثانية للبدء في إدراك التطبيقات الحديثة مثل التعلم الآلي الكمومي وكيمياء الكم ، بالإضافة إلى الحوسبة الكمية وكيمياء الكم”. .