تایوان با توسعه یک رایانه کوانتومی ابررسانای ۲۰ کیوبیتی کاملاً بومی، نقش خود را در حوزه ساخت تراشه‌های کوانتومی در مقیاس بزرگ گسترش داد.
به گزارش سرویس سخت افزار تکناک، پژوهشگران در آکادمیا سینیکا فرهنگستان علوم تایوان، این سامانه را به طور کامل در داخل کشور طراحی، تولید و یکپارچه‌سازی کردند و هم‌اکنون، دسترسی پژوهشگران داخلی را برای شبیه‌سازی‌های کوانتومی و آزمون‌های فنی فراهم کرده‌اند.
این دستاورد پس از معرفی نخستین رایانه کوانتومی ابررسانای ۵ کیوبیتی بومی تایوان در سال ۲۰۲۳ به دست آمده است. تیم پژوهشی از آن زمان، سخت‌افزار، فرایندهای ساخت و یکپارچه‌سازی سامانه را به گونه‌ای توسعه داد که انجام عملیات کوانتومی پیچیده‌تر با حفظ پایداری کیوبیت‌ها امکان‌پذیر شود.
رایانه‌های کوانتومی به عنوان فناوری زیربنایی نسل آینده محاسبات کارایی‌بالا، کاربردهایی از کشف مواد نو تا توسعه دارو دارند. در رقابت جهانی کشورها برای پیشبرد توانمندی‌های کوانتومی، توانایی تولید تراشه‌های کوانتومی بزرگ‌تر و قابل اعتماد به شاخصی تعیین‌کننده تبدیل شده است. به گفته آکادمیا سینیکا، رایانه کوانتومی جدید ۲۰ کیوبیتی نشان می‌دهد که تایوان می‌تواند از مرحله نمونه‌های کوچک آزمایشی عبور کند.
این پلتفرم، دانشگاه‌ها را برای پژوهش‌های علمی پشتیبانی خواهد کرد و انتظار می‌رود آزمون‌های صنعتی در زمینه یکپارچه‌سازی سخت‌افزار و نرم‌افزار و توسعه الگوریتم‌های کوانتومی را نیز تسهیل کند.
چن چی‌دونگ، پژوهشگر ممتاز آکادمیا سینیکا اعلام کرد که رایانه‌های کوانتومی ظرفیت بالایی برای شبیه‌سازی کوانتومی، کشف مواد و توسعه دارو دارند و می‌توانند با ابررایانه‌ها برای محاسبات هیبریدی کارایی‌بالا یکپارچه شوند. به گفته او، ساخت یک رایانه کوانتومی عملی، هم به کیفیت بالای کیوبیت‌ها و هم به تعداد بیشتر آنها نیاز دارد.
رایانه کوانتومی ۲۰ کیوبیتی تایوان، فضای متغیرهای محاسباتی را گسترش و نشان می‌دهد که تیم پژوهشی به ساخت و کوپلینگ پایدار چندکیوبیتی دست یافته است. پژوهشگران برای رسیدن به این مرحله، تخصص صنعت نیمه‌رسانا را در تولید تراشه‌های کوانتومی به‌کار گرفتند. این تیم پیش‌تر، ساخت کیوبیت‌های ابررسانا روی ویفر ۸ اینچی را نمایش داده و نخستین پلتفرم‌های ساخت و آزمون تراشه کوانتومی تایوان را ایجاد کرده بود.
پژوهشگران با افزایش تعداد کیوبیت‌ها، چالش‌های یکنواختی ساخت، دقت کوپلینگ و تداخل را برطرف کردند. آنها با به‌کارگیری روش‌هایی مانند تنظیم فرکانس کیوبیت‌ها با لیزر و بهبود روش‌های پشته‌سازی تراشه، تداخل متقاطع را کاهش و بازده خوانش را افزایش دادند.
یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها، افزایش چشمگیر زمان همدوسی کیوبیت‌ها است. تیم پژوهشی زمان همدوسی را از ۱۵ تا ۳۰ میکروثانیه در سامانه ۵ کیوبیتی پیشین به ۵۳۰ میکروثانیه در پلتفرم جدید افزایش داد؛ موضوعی که پایداری حالت‌های کوانتومی را برای محاسبات طولانی‌تر فراهم می‌کند.
چونگ-تینگ که، پژوهشگر مرکز پژوهش‌های مسائل حیاتی توضیح داد که کیوبیت‌های ابررسانا به اختلالات الکترومغناطیسی بسیار حساس هستند و ورود نویز، حتی فراتر از سیگنال‌های کنترل مایکروویوی می‌تواند عملکرد سامانه را تضعیف کند. به گفته پژوهشگران، بهبود زمان همدوسی، نتیجه کنترل دقیق‌تر در ساخت، بسته‌بندی و کاهش نویز در سطح سامانه است و پایه‌ای برای توسعه رایانه‌های کوانتومی پرتوان‌تر با کیوبیت‌های بیشتر و پنجره‌های محاسباتی طولانی‌تر فراهم می‌کند.
آکادمیا سینیکا برای گسترش همکاری‌ها، کارگاه «محاسبات کوانتومی ابررسانا» را از ۴ تا ۶ فوریه در پردیس جنوبی خود برگزار خواهد کرد. شرکت‌کنندگان امکان آزمون حضوری رایانه ۲۰ کیوبیتی را خواهند داشت؛ رویدادی که نقش رو‌به‌رشد تایوان را در پژوهش‌های کوانتومی و توسعه کاربردی برجسته می‌کند.
