فهرست مطالب
پژوهشگران چینی با آزمایش یک سیستم مسیریابی روی کامپیوتر کوانتومی ابررسانای «اوریجین ووکانگ»، بازده انتقال اطلاعات را در یک روتر کوانتومی به ۹۸ درصد رساندند.
به گزارش سرویس سخت‌افزار تکناک، چند گروه پژوهشی چینی، این سیستم مسیریابی اطلاعات کوانتومی را برای حافظه دسترسی تصادفی کوانتومی، موسوم به QRAM توسعه داده‌اند و آزمایش کرده‌اند. پژوهشگران برای بررسی عملکرد این فناوری روی سخت‌افزار موجود، سه روتر کوانتومی مستقل و یک شبکه مسیریابی دولایه را روی کامپیوتر کوانتومی اوریجین ووکانگ آزمایش کردند.
هدف این پژوهش، حل یکی از مشکلات اصلی توسعه QRAM است. با افزایش مقیاس و پیچیدگی معماری حافظه کوانتومی، هدایت اطلاعات کوانتومی میان بخش‌های مختلف سیستم دشوارتر می‌شود. سیستم مسیریابی جدید می‌تواند این فرایند را تسهیل کند و امکان توسعه حافظه‌های بزرگ‌تر را فراهم آورد.
بیشتر بخوانید: سریع‌ترین پردازنده کوانتومی IBM با جهش ۲۵ برابری سرعت معرفی شد
آزمایش روتر روی کامپیوتر کوانتومی ووکانگ
پژوهشگران، آزمایش‌ها را روی اوریجین ووکانگ انجام دادند. این دستگاه، نسل سوم کامپیوتر کوانتومی ابررسانای چین است که به صورت مستقل در این کشور توسعه یافته است.
تیم‌های تحقیقاتی به آزمایش یک قطعه منفرد اکتفا نکردند. آنها ابتدا سه روتر مستقل ساختند و سپس قابلیت‌های مسیریابی آنها را در قالب شبکه‌ای دولایه به یکدیگر متصل کردند. براساس گزارش منتشرشده، سیستم مسیریابی همدوسی مانند یک «مسیر سریع» برای انتقال اطلاعات عمل می‌کند.
این سیستم برای حافظه QRAM با معماری bucket-brigade توسعه یافته است. پژوهشگران در این روش بررسی کردند که چگونه می‌توان عملیات مسیریابی مورد نیاز چنین حافظه‌ای را با استفاده از سخت‌افزارهای محاسبات کوانتومی ابررسانای موجود اجرا کرد.
سه روتر مستقل، امکان ارزیابی عملکرد هر واحد مسیریابی را فراهم کردند. شبکه دولایه نیز به پژوهشگران اجازه داد تا نحوه انتقال اطلاعات را پس از اضافه شدن مراحل بیشتر مسیریابی بررسی کنند. این آزمایش اهمیت زیادی دارد، چرا که عملکرد مناسب یک روتر به‌تنهایی، موفقیت همان فناوری را در یک شبکه پیچیده‌تر تضمین نمی‌کند.
بیشتر بخوانید: ریپل به جنگ رایانه‌های کوانتومی می رود
بازده ۹۸ درصدی در روتر مستقل
نتایج آزمایش‌ها نشان داد که یک روتر کوانتومی مستقل می‌تواند بازده انتقال اطلاعات ۹۸ درصدی ارائه دهد. این میزان در شبکه مسیریابی دولایه به ۹۳ درصد رسید.
پژوهشگران، عملکرد سیستم را با معیار دیگری به نام «وفاداری» نیز بررسی کردند. میانگین وفاداری در آزمایش‌های دسترسی تصادفی برای روتر مستقل ۹۴٫۸ درصد و برای شبکه دولایه ۸۲٫۴ درصد بود.
بازده انتقال و وفاداری، دو معیار متفاوت هستند. بنابراین، رقم ۹۸ درصد فقط بازده انتقال اطلاعات یک روتر مستقل را نشان می‌دهد و نباید آن را به عنوان میزان وفاداری شبکه یا عملکرد کلی کامپیوتر کوانتومی ووکانگ در نظر گرفت.
کاهش هر دو شاخص در شبکه دولایه نیز نشان می‌دهد که افزایش پیچیدگی شبکه می‌تواند عملکرد سیستم را تحت تأثیر قرار دهد. با وجود این، پژوهشگران توانستند مسیریابی کوانتومی را در دو سطح متفاوت از پیچیدگی و روی همان پلتفرم ابررسانا اجرا کنند.
پژوهشگران معتقد هستند این دستاورد، روش تازه‌ای را برای توسعه QRAM مقیاس‌پذیر روی سخت‌افزارهای ابررسانای موجود ارائه می‌کند. همچنین نتایج آزمایش‌ها می‌تواند مبنایی برای توسعه شبکه‌هایی با تعداد بیشتری از مراحل مسیریابی باشد.
این پژوهش، حرکت تحقیقات کوانتومی چین به سمت اجرای قابلیت‌های پیچیده‌تر روی کامپیوترهای واقعی را نیز نشان می‌دهد. پژوهشگران، کاهش هزینه محاسبات، افزایش بهره‌وری و یکپارچگی بیشتر میان تراشه‌های کوانتومی و طراحی مدار را از مزایای بالقوه این رویکرد می‌دانند.
هرچند، این موارد هنوز مزایای بالقوه فناوری محسوب می‌شوند. دستاورد اثبات‌شده در آزمایش فعلی، اجرای یک سیستم مسیریابی کوانتومی همدوسی با سه روتر مستقل و یک شبکه دولایه روی اوریجین ووکانگ است.
