محققان با یک کامپیوتر جدید مدعی دستیابی به برتری کوانتومی شدند؛ ۱۰۰ برابر بهتر از گوگل

در سال ۲۰۱۹، کامپیوتر کوانتومی Sycamore گوگل با انجام یک تسک خاص در ۲۰۰ ثانیه به رکوردی موسوم به «برتری کوانتومی» دست یافت؛ تکمیل این تسک برای یک ابرکامپیوتر کلاسیک ۱۰,۰۰۰ سال طول می‌کشد. اکنون به‌نظر می‌رسد که کامپیوتر شرکت کوانتینیوم (Quantinuum) حدود صد برابر نسبت به کامپیوتر گوگل بهتر عمل می‌کند.

براساس گزارش TechSpot، کامپیوتر جدید ۵۶ کیوبیتی H2-1 شرکت کوانتینیوم، تا ۱۰۰ برابر از رکورد Sycamore گوگل بهتر عمل می‌کند. به عبارتی اکنون عنوان «برتری کوانتومی» از آن کوانتینیوم است که آزمایش‌های متعددی را بین ژانویه تا ژوئن ۲۰۲۴ روی کامپیوتر کوانتومی خود انجام داد. این شرکت ادعا می‌کند که دستگاه آن به آستانه‌ای از عملکرد تصحیح خطا رسیده است که بسیاری از کارشناسان معتقد بودند هنوز سال‌ها با آن فاصله دارد.

رکوردشکنی کامپیوتر کوانتومی H2-1 شرکت کوانتینیوم

محققان کوانتینیوم در مقاله‌ای که هنوز همتاداوری نشده است، می‌گویند که با استفاده از الگوریتم «نمونه‌برداری مدار تصادفی» بهبود عملکرد قابل‌توجهی را کسب کردند. کامپیوتر این شرکت امتیاز تقریبی ۰.۳۵ را در بنچمارک XEB به دست آورده که بیش از ۱۰۰ برابر بهتر از رکورد‌های قبلی است. این بدان معناست که کامپیوتر کوانتومی H2-1 می‌تواند در ۳۵ درصد مواقع بدون ایجاد خطا نتایجی را تولید کند.

مقایسه امتیاز‌های XEB کامپیوتر H2-1 با کامپیوتر‌های رقیب

به‌طور کلی XEB نتایج را بین صفر (تمام خروجی‌ها دارای خطا هستند) و یک (کاملاً بدون خطا) نشان می‌دهد. برای مقایسه، کامپیوتر کوانتومی Sycamore گوگل که دارای ۵۳ کیوبیت است، زمانی که یک کار خاص را در ۲۰۰ ثانیه انجام داد، در XEB تقریباً امتیاز ۰.۰۰۲ را به‌دست آورد. در آن زمان گوگل مدعی شد که پیشرفته‌ترین ابرکامپیوتر کلاسیک جهان یعنی Summit تقریباً ۱۰ هزار سال طول می‌کشید تا این کار را به پایان برساند.

به گفته کوانتینیوم، در پیکربندی H2-1 علاوه‌بر کیوبیت‌های فیزیکی، از چهار کیوبیت منطقی نیز استفاده شده است. نرخ خطای مدار منطقی تا ۸۰۰ برابر کمتر از نرخ خطای مدار فیزیکی است، این بدان معناست که کیوبیت‌های منطقی قابل‌اعتمادتر از کیوبیت‌های فیزیکی هستند.

تصحیح خطا به رایانه‌های کوانتومی اجازه می‌دهد تا محاسبات طولانی‌تر و پیچیده‌تری را با محافظت از اطلاعات کوانتومی در برابر نویز و عدم پیوستگی انجام دهند. به‌طور کلی در محاسبات کوانتومی، نرخ خطا معمولاً بسیار بیشتر از محاسبات کلاسیک است. کامپیوتر‌های کوانتومی پیشرفته فعلی دارای نرخ خطای بین ۱ درصد تا ۰.۱ درصد هستند.