سال‌ها تصور می‌شد کامپیوترهای کوانتومی تنها در آزمایشگاه‌های پیشرفته و با تجهیزات فوق‌العاده پیچیده قابل ساخت هستند. اما حالا یک استارتاپ بریتانیایی نشان داده است که همان تراشه‌های سیلیکونی که قلب تلفن‌های همراه و لپ‌تاپ‌های ما را می‌سازند، سنگ‌بنای نسل آینده محاسبات کوانتومی خواهند شد.

سیلیکون، ماده‌ای که در گوشی‌های هوشمند و لپ‌تاپ‌ها استفاده می‌شود، حالا در قلب یک کامپیوتر کوانتومی جای گرفته است. این موفقیت نشان می‌دهد آینده محاسبات کوانتومی از همیشه به دنیای واقعی نزدیک‌تر شده است.

یک کامپیوتر کامل و کاربردی
از سال‌ها پیش، دانشمندان روی ساخت کامپیوترهای کوانتومی کار می‌کردند؛ ماشین‌هایی که می‌توانند مسائلی را حل کنند که حتی قدرتمندترین ابررایانه‌ها از حل آن عاجزند. اما یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها، مقیاس‌پذیری و هزینه بالای ساخت این سیستم‌ها بود. حالا استارتاپ Quantum Motion در لندن، با استفاده از فناوری CMOS که در تولید تراشه‌های معمولی رایانه‌ها و موبایل‌ها به کار می‌رود، نخستین کامپیوتر کوانتومی کامل و کاربردی بر پایه سیلیکون را ساخته است. این سیستم نه‌تنها کوچک و فشرده است، بلکه امکان ارتقا و و تولید انبوه در آینده را فراهم می‌کند.

فناوری CMOS: پلی به‌سوی مقیاس‌پذیری
سیستم جدید با استفاده از فناوری CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) ساخته شده است، همان فناوری که در بیشتر دستگاه‌های دیجیتال مدرن استفاده می‌شود. دلیل محبوبیت CMOS، مصرف کم‌انرژی در حالت آماده‌به‌کار است. استفاده از این فناوری در یک کامپیوتر کوانتومی، امکان تولید گسترده و مقرون‌به‌صرفه را فراهم می‌کند.

ابعاد کوچک، توانایی بزرگ
این کامپیوتر می‌تواند در تنها سه رک استاندارد ۱۹ اینچی جای بگیرد، شامل یخچال رقیق‌کننده و الکترونیک کنترل که کیوبیت‌ها را مدیریت می‌کند و دماهای بسیار پایین لازم برای حفظ وضعیت کوانتومی آن‌ها را فراهم می‌آورد. سیستم شامل واحد پردازش کوانتومی (QPU) به همراه رابط کاربری و نرم‌افزار کنترل استاندارد صنعتی است تا یک پلتفرم کامل برای برنامه‌نویسی کوانتومی فراهم شود.

کیوبیت‌های اسپین سیلیکونی
این کامپیوتر از کیوبیت‌های اسپین استفاده می‌کند؛ نوعی کیوبیت که اطلاعات کوانتومی را در اسپین (گشتاور زاویه‌ای ذاتی) یک الکترون ذخیره می‌کند. این طراحی امکان کنترل دقیق و مقیاس‌پذیری بالا را فراهم می‌کند و در آینده می‌تواند میلیون‌ها کیوبیت را پشتیبانی کند.

مقیاس‌پذیری و طراحی مدولار
QPU بر اساس معماری تایل (Tile) طراحی شده؛ رویکردی مدولار که در آن پردازنده یا سیستم روی تراشه (SoC) از واحدهای کوچک و تخصصی به نام تایل‌ها ساخته می‌شود. این امکان را می‌دهد تا نسخه‌های آینده QPU با میلیون‌ها کیوبیت به‌راحتی ارتقا یابند و سخت‌افزار جدید جایگزین نسخه موجود شود.

گامی به‌سوی کامپیوترهای تجاری
مدیرعامل Quantum Motion، James Palles-Dimmock، می‌گوید: این لحظه، لحظه سیلیکونی در محاسبات کوانتومی است. این سیستم نشان می‌دهد می‌توان یک کامپیوتر کوانتومی کارآمد و مقاوم ساخت که قابلیت تولید انبوه داشته باشد.

این سیستم در مرکز ملی محاسبات کوانتومی بریتانیا (NQCC) مستقر شده و نخستین کامپیوتر کیوبیت اسپین سیلیکونی تحت برنامه Quantum Computing Testbed محسوب می‌شود.

نقطه عطفی در تاریخ محاسبات کوانتومی
رونمایی از نخستین کامپیوتر کوانتومی با تراشه‌های سیلیکونی معمولی، نقطه عطفی در تاریخ محاسبات کوانتومی است. این فناوری نه‌تنها مقیاس‌پذیری و هزینه ساخت را کاهش می‌دهد، بلکه امکان تولید انبوه و استفاده عملی از کامپیوترهای کوانتومی را برای صنایع مختلف از انرژی تا هوش مصنوعی فراهم می‌کند. حالا آینده‌ای که روزگاری در آزمایشگاه‌های پیشرفته تصور می‌شد، به دنیای واقعی نزدیک‌تر شده است و ممکن است در دهه آینده، انقلاب کوانتومی به شکل ملموسی زندگی ما را متحول کند.