گوگل به تازگی نسل جدیدی از پردازنده های کوانتومی خود با نام Sycamore را معرفی کرده که قادر به تصحیح خطاهای کوانتومی هستند. این بروزرسانی یک پیشرفت بزرگ در حوزه محاسبات کوانتومی محسوب میشود.
به گزارش تکناک، البته بازنویسی Sycamore به نظر آنقدرها هم چشمگیر نیست. این پردازنده دارای همان تعداد کیوبیت نسخه قبلی است اما این پردازنده در عملکرد بهبود قابل توجهی داشته است. گوگل ادعا میکند که سالها پیش موفق به استفاده از این پردازنده شده است و تصحیح خطا موضوع اصلی این بروزرسانی نیست.
نمایش پیشرفت های چشمگیر گوگل با SYCAMORE
علائم پیشرفت پردازنده کوانتومی Sycamore گوگل چندان محسوس نیست ولی پردازنده در این بروزرسانی کمی ظریف تر شده است. در نسل قبلی پردازنده های گوگل، کیوبیت ها به شدت مستعد خطا بودند. به عبارت دیگر، اصلاحات برای پردازنده های کوانتومی قبلی، به طور قابل توجهی کمتر بود اما با بروزرسانی جدید، تیم کوانتومی گوگل موفق به افزایش تعداد کیوبیت ها و افزایش توانایی اصلاح خطاها تا حد امکان، شد.جدا از قابلیت اصلاح خطا، افزودن کیوبیت های بیشتر، قابلیت های جدیدی را برای پردازنده کوانتومی فراهم می کند.
مشکلاتی که گوگل به آنها پرداخت
با فرض اینکه تمامی کیوبیتها به درستی عمل کنند، تصور میشود با افزودن کیوبیتهای بیشتر، محاسبات به درستی و با کارایی بیشتر انجام خواهد شد. در واقع، با افزایش تعداد دستگاه کیوبیت، توانایی آن نیز بیشتر خواهد بود. اما به طور کلی، کیوبیتها همیشه آنطور که باید، عمل نمیکنند و این موضوع، اولویت اصلی گوگل است.
راه حل این مشکل ایجاد یک کیوبیت تصحیح کننده خطا است. این مسئله شامل فرآیند توزیع یک حالت کوانتومی بین تمامی کیوبیتها است. در واقع تصحیح خطا با افزودن کیوبیتهای بیشتر که در کنار کیوبیتهای درست قرار میگیرند، انجام میشود.
بنابراین، گوگل دو مشکل اصلی را تصدیق میکند. اولاً، کیوبیت های سخت افزاری کافی برای ذخیره وجود ندارد. دوماً، میزان خطای کیوبیتها به طور منطقی بالاتر از حد انتظار است که باعث می شود که کیوبیتها برای انجام کارهای بیشتر، مناسب نباشند.
به طور خلاصه، در واقع افزودن کیوبیتهای بیشتر به یک کیوبیت منطقی، سیستم را قوی نمیکند، بلکه احتمال خطاهای بیشتر را افزایش می دهد و ممکن است همه به یکباره ظاهر شوند که در این صورت اصلاح آنها بسیار چالش برانگیز خواهد بود.
گوگل به مشکلاتی که در بالا ذکر شده است، پاسخ داده است و در این پاسخ، ساخت نسل جدیدی از پردازنده به Sycamore به عنوان راه حل معرفی شد. در این بهروزرسانی، چیدمان کیوبیت های سخت افزاری به همان اندازه قبلی باقی ماند. به عبارت دیگر، مشخصات پردازنده کوانتومی جدید به طور واقعی بهبود نیافته است.
در عوض، گوگل روی کاهش میزان خطا برای همه کیوبیت ها تمرکز کرد. هدف اصلی کاهش میزان خطا، این بود که هر کیوبیت توانایی بیشتری برای مدیریت عملیات پیچیده بدون هیچ خطایی داشته باشد.
مقالهای که دربارهی این بهروزرسانی منتشر شده ، دو روش مختلف را تشریح میکند. در هر دو روش، دادهها در یک شبکهی مربعی از کیوبیتها جمع شده اند. هر کیوبیت دارای همسایگانی است که برای اندازه گیری و اجرای تصحیح خطا از آنها استفاده می کند. تنها تفاوت در روشها، اندازه شبکه است.
تیم تحقیقاتی گوگل نیز اندازهگیری های مختلفی را برای محاسبه عملکرد انجام داد. اما هدف اصلی ساده بود؛ بررسی اینکه آیا کیوبیت ها میزان خطای کمتری دارند یا خیر. به نظر میرسد که طرح بزرگتر، برنده شد هرچند که این تفاوت چندان چشمگیر نبود.
در مقایسه، کیوبیت منطقی بزرگتر دارای ضریب خطای 2.914٪ بود در حالی که کیوبیت کوچکتر دارای 3.028٪ بود. اگرچه این تفاوت کوچک به نظر میرسد، اما گوگل در واقع پیشرفتهای قابل توجهی را در دنیای کوانتومی انجام داده است.
