"نویز"، معضل اصلی رایانه کوانتمی

«نویز» (Noise) همچنان بزرگ‌ترین معضل در ساخت رایانه‌های کوانتومی بزرگ است و باید بر آن غلبه کرد تا بتوان گسترده و با روش‌هایی دگرگونی‌آفرین از این رایانه‌ها بهره گرفت. روشی برای مقابله با چنین «نویز»‌هایی در مقاله جدیدی معرفی کرده‌اند که می‌تواند راهی برای مهار آن‌ها و ساخت سامانه‌های رایانش کوانتومی بهتر باز کند.

رایانه‌های کوانتومی می‌توانند روش استفاده از فناوری را تغییر دهند، زیرا با آن‌ها می‌توان مشکلاتی را حل کرد که با رایانه‌های امروز میسر نیست. اما برای این کار باید «نویز» را آن قدر در آن‌ها تضعیف کرد که قابل اطمینان شوند.

«نویز» همچنان معضل اصلی در راه ساختن رایانه‌های کوانتومی کارساز و کارآمد است و به طور خلاصه می‌توان گفت که بر اثر دست بردن محققان کوانتوم در بیت‌های کوانتومی و محرک رایانه‌های کوانتومی پدید می‌آید و باید آن را حذف کرد تا بتوان به سامانه‌ای قابل اطمینان دست یافت.

معضل نویز با افزایش بیت‌های کوانتومی افزایش می‌یابد و هر چه سامانه بزرگ‌تر باشد، این مانع در راه ساخت انواع بزرگ رایانه‌های کونتومی بازدارنده‌تر می‌شود. از سوی دیگر، رسیدن به فناوری جدید دگرگونی‌ساز در آینده هم منوط به ساخت رایانه‌های کوانتومی بزرگ است.

در صورتی می‌توان پیشرفت‌های آینده را محقق کرد که پژوهشگران به چگونگی کارکرد «نویز» در سامانه کوانتومی پی ببرند. تاکنون محققان فقط توانسته‌اند در افزاره‌های بسیار کوچک به چنین شناختی برسند. اما در تحقیق جدیدی که در مجله فیزیک نیچر منتشر شده است، الگوریتم‌های جدیدی معرفی کرده‌اند که در افزاره‌های رایانش کوانتومی بسیار بزرگ کارگشا هستند.

این الگوریتم را پیش از این با موفقیت در طرح آزمایش کوانتومی آی‌بی‌ام به کار برده‌اند که بستری «آنلاین» برای محققان فراهم می‌کند تا از سامانه‌های رایانش کوانتومی این شرکت استفاده کنند. طبق یافته‌های محققان، با این الگوریتم‌ها می‌توان تشخیص «نویز» در سامانه‌ها را با موفقیت انجام داد و مشکلات شناسایی نشده را تشخیص داد.

رایانه‌های کوانتومی در صورتی موفقیت‌آمیز خواهند بود که دقیقاً تنظیم شوند تا «نویز» یا خطا رخ ندهد. برای این کار، محققان باید بتوانند مکان احتمالی خطا‌ها را مشخص کنند تا بتوانند روش‌های اصلاح خطا را برای آن مشکلات مشخص بهینه‌سازی کنند، نه آن که روشی کلی به کار گیرند.

محققان با کمک این الگوریتم جدید و ابتکاری بهتر می‌توانند بفهمند چه تعداد خطا و در کجا ممکن است رخ دهد و اصلاح خطا در افزاره‌های آینده را بهتر انجام دهند.

به نوشته محققان در این مقاله جدید، «این قرارنامه برای ابداع ابزار‌های تشخیص‌دهنده جدید و کاربرد‌های عملی فرصت‌های بسیار زیادی فراهم می‌آورد»، زیرا می‌توان به روش‌های متنوعی آن را به کار گرفت و رفع «نویز» تولیدی در رایانه‌های کوانتومی را بهتر انجام داد.

رابین هارپر، از دانشگاه سیدنی و نویسنده اصلی این مقاله جدید، می‌گوید: «این نتایج نخستین اجرای این الگوریتم‌های میزان‌پذیر و پیچیده است که در افزاره‌های کوانتمی کنونی و فراتر از آن‌ها قابل استفاده هستند.»

منبع: ایندیپندنت