iفین تک (ای فین تک - آی فین تک)

گامی بزرگ در مسیر عملیاتی‌سازی کوانتوم

رایانش کوانتومی در سال‌های اخیر به یکی از حوزه‌های کلیدی تحقیقات تکنولوژیکی تبدیل شده است، اما هنوز با چالش‌هایی اساسی مانند ناپایداری کیوبیت‌ها، اختلال‌های بین‌کوانتومی و عدم مقیاس‌پذیری روبه‌روست. به گزارش iفین‌تک، محققان MIT با معرفی قطعه‌ای نوین به‌نام Quarton Coupler، گام بزرگی برای رفع این چالش‌ها برداشته‌اند. این فناوری می‌تواند اتصال بین کیوبیت‌ها را با دقت، پایداری و بهره‌وری بالاتر ممکن سازد و در نتیجه زمینه‌ساز نسل جدیدی از کامپیوترهای کوانتومی عملیاتی و پایدار شود.

کوپلر Quarton چیست و چگونه عمل می‌کند؟

کوپلر Quarton یک مدار فوق‌رسانای جدید است که برای ایجاد تعامل قابل کنترل میان کیوبیت‌های کوانتومی طراحی شده است. برخلاف کوپلرهای پیشین که اغلب به دلیل نویز محیطی و نوسانات انرژی، مشکلاتی در اتصال پایدار داشتند، این کوپلر با استفاده از ساختار چندلایه نانومقیاس و بهره‌گیری از مواد خاص نظیر niobium nitride، توانسته به عملکرد بهینه‌تری دست یابد.

این کوپلر امکان "کوانتوم گیت‌"های دقیق‌تر و سریع‌تر را فراهم می‌کند، در حالی که تأثیرات مخرب تداخل بین کیوبیتی (cross-talk) را به حداقل می‌رساند. افزون بر این، Quarton قابلیت کنترل دینامیک اتصال در زمان اجرای الگوریتم را دارد؛ بدین معنا که می‌توان شدت اتصال را در حین اجرای برنامه تغییر داد.

مزایای کلیدی فناوری جدید MIT

طبق تحلیل آی فین‌تک، کوپلر Quarton چند مزیت کلیدی دارد که آن را نسبت به نسل‌های پیشین متمایز می‌سازد:

1. افزایش زمان انسجام کیوبیت‌ها: با کاهش نویز محیطی، زمان coherence یا انسجام کوانتومی کیوبیت‌ها به شکل محسوسی افزایش یافته است.

2. افزایش مقیاس‌پذیری: امکان اتصال کیوبیت‌های بیشتر بدون کاهش دقت، راه را برای ساخت پردازنده‌های کوانتومی با هزاران کیوبیت باز می‌کند.

3. کاهش انرژی مصرفی: به دلیل بهره‌برداری از ساختارهای بسیار کم‌مصرف در طراحی، انرژی تلف‌شده کاهش می‌یابد.

4. پایداری بالاتر در اجرای گیت‌ها: اجرای عملیات کوانتومی با دقت بیشتر و خطای کمتر، راه را برای کاربردهای تجاری هموارتر می‌سازد.

تأثیرات بالقوه بر صنعت و اقتصاد کوانتومی

با بهبودهایی که کوپلر Quarton به همراه دارد، رایانش کوانتومی می‌تواند به‌زودی از محیط‌های آزمایشگاهی وارد فضای تجاری شود. شرکت‌هایی نظیر Google Quantum AI، IBM Q و Rigetti در تلاش هستند تا اولین پردازنده‌های تجاری کوانتومی با بیش از ۱۰۰۰ کیوبیت را تا سال ۲۰۲۶ معرفی کنند. اگر این کوپلر بتواند در مقیاس صنعتی به‌کار رود، این هدف دست‌یافتنی‌تر خواهد شد.

همچنین بانک‌ها، شرکت‌های داروسازی، مراکز تحقیقاتی آب‌وهوا و صنایع امنیت سایبری جزو اولین حوزه‌هایی هستند که از رایانش کوانتومی عملیاتی بهره خواهند برد.

چالش‌ها و مسیر آینده

هرچند Quarton یک جهش مهم است، اما هنوز موانعی در مسیر تحقق کوانتوم مقیاس‌پذیر باقی مانده‌اند. از جمله این موانع می‌توان به پیچیدگی ساخت در مقیاس بالا، هزینه‌های تولید قطعات نانومقیاس، و نیاز به محیط‌های بسیار سرد برای عملکرد اشاره کرد.

محققان MIT همچنین اعلام کرده‌اند که در حال همکاری با شرکت‌هایی همچون Intel Quantum و Honeywell هستند تا فرآیند صنعتی‌سازی این کوپلر را بررسی و بهینه کنند.

بازخورد جامعه علمی و سرمایه‌گذاران

این دستاورد بازخورد گسترده‌ای در کنفرانس اخیر IEEE Quantum Week داشته و بسیاری از دانشمندان و سرمایه‌گذاران حوزه فناوری از آن به‌عنوان "نقطه عطف" یاد کرده‌اند. شرکت‌های سرمایه‌گذاری ریسک‌پذیر که پیش‌تر به سرمایه‌گذاری در حوزه رایانش کوانتومی محتاطانه نگاه می‌کردند، اکنون این حوزه را پخته‌تر و نزدیک‌تر به کاربردهای واقعی ارزیابی می‌کنند.

 آینده‌ای نزدیک برای کوانتوم قابل‌استفاده

به گزارش iفین‌تک، معرفی کوپلر Quarton گواهی است بر این‌که رایانش کوانتومی از فاز آزمایشی به مرحله کاربردی نزدیک می‌شود. انتظار می‌رود با ادامه چنین نوآوری‌هایی، در کمتر از ۵ سال آینده، شاهد رایانه‌های کوانتومی در آزمایشگاه‌های پیشرفته و سپس در صنایع کلیدی باشیم. اگر این فناوری بتواند چالش‌های مهندسی باقیمانده را پشت سر بگذارد، بدون شک آینده پردازش اطلاعات از بنیاد دگرگون خواهد شد.