این اتفاق می‌تواند نویدبخش ارائه کامپیوترهای کوانتومی بدون خطا باشد.

شرکت «Quantinuum» به‌همراه آزمایشگاه ملی Sandia نتایج جدیدی از کامپیوتر کوانتومی Helios منتشر کرده‌اند که می‌تواند یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌های سال‌های اخیر در مسیر ساخت کامپیوترهای کوانتومی بدون خطا باشد. براساس نتایج منتشرشده، این کامپیوتر کوانتومی توانسته در عملیات تک‌کیوبیتی به دقت ۹۹.۹۹۷۵ درصد و در عملیات دوکیوبیتی به دقت ۹۹.۹۲۱ درصد دست پیدا کند؛ اعدادی که رکوردها را جابه‌جا کرده‌اند.

کامپیوتر Helios رکورد دقت را در بخش تجاری صنعت کوانتوم زد
در دنیای محاسبات کوانتومی، سرعت تنها معیار کلیدی نیست. یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها، کاهش خطاهای ناشی از ناپایداری کیوبیت‌ها است. برخلاف بیت‌های معمولی که فقط دو حالت صفر و یک دارند، کیوبیت‌ها می‌توانند هم‌زمان در چندین حالت مختلف قرار بگیرند. این ویژگی، پایه و اساس قدرت خارق‌العاده کامپیوترهای کوانتومی را شکل می‌دهد؛ اما درعین‌حال آن‌ها را بسیار حساس و مستعد خطا می‌کند.

به‌‌همین ترتیب، میزان Fidelity یا دقت اجرای عملیات کوانتومی یکی از مهم‌ترین شاخص‌های ارزیابی این سیستم‌ها به شمار می‌رود. هرچه این عدد به ۱۰۰ درصد نزدیک‌تر باشد، احتمال بروز خطا در محاسبات کمتر خواهد بود. کامپیوتر کوانتومی Helios هم یک کامپیوتر کوانتومی ۹۸ کیوبیتی است که از ۵۰ کیوبیت منطقی بهره می‌برد و برپایه فناوری Trapped-ion ساخته شده است. این سیستم همچنین از فناوری فوتونیک مجتمع استفاده می‌کند تا اطلاعات را از طریق کانال‌های نوری میکروسکوپی و با سرعت نور منتقل کند.

به‌گفته محققان، استفاده از فوتونیک علاوه‌بر افزایش مقیاس‌پذیری سیستم، مصرف انرژی را نیز کاهش می‌دهد. مصرف برق Helios حدود ۴۰ کیلووات اعلام شده که برای چنین سیستمی رقم نسبتاً پایینی محسوب می‌شود. ارزیابی عملکرد این سیستم توسط آزمایشگاه ملی Sandia انجام شده است. پژوهشگران این مرکز مجموعه‌ای از روش‌های پیشرفته برای اندازه‌گیری خطاها و بررسی عملکرد کامپیوترهای کوانتومی را توسعه داده‌اند و در پروژه Helios نیز از آن‌ها استفاده کرده‌اند.

یکی از دستاوردهای مهم این همکاری، توسعه روشی جدید برای ارزیابی «اندازه‌گیری‌های میانی» یا Mid-Circuit Measurements بوده است؛ قابلیتی که نقش مهمی را در اصلاح خطاهای کوانتومی و توسعه کامپیوترهای کوانتومی بدون خطا ایفا می‌کند. محققان تأکید می‌کنند که Helios هنوز فاصله زیادی تا تبدیل شدن به یک کامپیوتر کوانتومی عمومی و فراگیر دارد، اما نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد صنعت کوانتوم به نقطه عطف مهمی نزدیک شده است.

به‌اذعان تیم توسعه‌دهنده، Helios اکنون بزرگ‌ترین و قابل‌اعتمادترین کامپیوتر کوانتومی ساخته‌شده توسط Quantinuum محسوب می‌شود. مشتریان تجاری از طریق اشتراک‌های ابری می‌توانند به قابلیت‌های پردازشی این کامپیوتر پرقدرت دسترسی پیدا کنند.

کارشناسان معتقدند رسیدن به سطوح بالاتر در دقت محاسبه و توسعه سیستم‌های مقاوم در برابر خطا، می‌تواند در آینده راه را برای حل مسائل پیچیده‌تری باز کند که حتی قدرتمندترین ابرکامپیوترهای امروزی نیز از انجام آن‌ها ناتوان هستند. این دقت بالا می‌تواند در حوزه‌های مختلف، از طراحی داروهای جدید گرفته تا شبیه‌سازی مواد پیشرفته، علوم انرژی و رمزنگاری نسل آینده کاربردی باشد.

نتایج این دستاورد در مجله Nature منتشر شده است.