ترجمه: نسترن صائبی
منبع: LiveScience

گوگل، ‌غول جست‌وجوی دنیا روز پنج‌شنبه گذشته اعلام کرد که با همکاری مرکز تحقیقاتی ایمز (Ames) ناسا و همچنین انجمن پژوهش فضایی دانشگاه‌ها (USRA) قصد دارد «لابراتوار هوش مصنوعی کوانتومی» دایر کند. به گفته این موسسات، این لابراتوار اواخر سال میلادی جاری در مرکز ایمز ناسا در شهر ‌فیلد کالیفرنیا در شمال غرب سن‌خوزه مستقر خواهد شد. گفتنی است که سیستم رایانش جدید شرکت D-Wave به نام D-Wave Two، دومین کامپیوتر کوانتومی دنیاست که قرار است در کالیفرنیا نصب شود. جالب است که بدانید نخستین کامپیوتر کوانتومی دنیا نیز در کالیفرنیا قرار دارد. به نوشته سایت Nature.com، لاکهید مارتین (Lockheed Martin)، بزرگ‌ترین شرکت تولیدکننده تجهیزات هوافضا و ابزارهای دفاعی در سال 2011 نخستین کامپیوتر کوانتومی D-Wave را خرید و آن را در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC) در لس‌آنجلس نصب کرد. این شرکت تاکنون در مورد قیمتی که این کامپیوتر را خریداری کرده، صحبتی نکرده است. اما به گزارش BBC، این کامپیوتر در حدود 15 میلیون دلار قیمت دارد و جالب‌تر اینکه این کامپیوتر درون محفظه‌ای به ابعاد یک گلخانه قرار گرفته است و تراشه کوانتومی آن باید در حرارتی نزدیک به صفر مطلق (منفی 273 درجه سانتی‌گراد) نگهداری شود.

سرعتی معادل سرعت نور
همان‌طور که گفتیم، کامپیوتر کوانتومی سال‌هاست که مورد توجه طراحان کامپیوتری است و بعد از این همه سال تحقیق و مطالعه تازه وارد مرحله ساخت شده است. این کامپیوترها در مقایسه با کامپیوتر رومیزی و لپ‌تاپ معمولی توانایی انجام محاسبات را با سرعتی هزار برابر دارند. کامپیوترهای معمولی بر اساس کدهایی کار می‌کنند که با ارقام دوتایی یا «بیت‌ها» که دو مقدار یک یا صفر دارند، عمل می‌کنند. بنابراین کامپیوتری که رجیستر دو بیتی دارد، در مجموع چهار حالت متفاوت (2 به توان دو) دارد: 00، 01، 10 یا 11. اما کامپیوتر کوانتومی به دو مقدار برای هر بیت محدود نمی‌شود. هر بیت کوانتومی یا کیوبیت (qubit) می‌تواند به صورت صفر، یک، یا صفر و یک به طور هم‌زمان (حالتی که به آن ابر موقعیت superposition می‌گویند) وجود داشته باشد. کامپیوترهای کوانتومی با استفاده از قوانین عظیم و در عین حال غریب مکانیک کوانتوم به این توانایی فوق‌العاده دست می‌یابند. مکانیک کوانتوم یک نظریه فیزیک است که دنیای میکروسکوپی را توصیف می‌کند که در آن ذرات می‌‌توانند در یک لحظه در دو جای متفاوت باشند یا در یک زمان در جهات مختلف بچرخند.

آزمایش D-Wave
چرا سازمان‌هایی مثل گوگل و ناسا که هم‌اکنون مجهز به تعداد زیادی کامپیوتر قدرتمند هستند، باید سرمایه‌گذاری سنگینی در زمینه رایانش نسبتا جدید کوانتومی ‌کنند؟ این سوال موضوعی است که ذهن خیلی از منتقدان را به خود مشغول کرده است. این افراد چندین بار از شرکت D-Wave خواسته‌اند که ادعایش را درباره قدرت این کامپیوترهای کوانتومی ثابت کند و بگوید آیا این کامپیوترها ارزش این قیمت نجومی را دارد یا نه. به نوشته نیویورک تایمز، این شرکت نیز برای اثبات ادعایش تصمیم به آزمایش کامپیوترهایش گرفت و از کاترین مک‌گوچ (Catherine C. McGeoch)، استاد فناوری و جامعه دانشکده آمهرست (Amherst) در ماسوچوست دعوت به همکاری کرد. مک‌گوچ هم برای آزمایش کامپیوتر D-Wave چند مساله ریاضی بهینه‌سازی (optimization) برای حل کردن داد. Optimization بهینه‌سازی به زبان ساده یافتن بهترین راهی است که یک فروشنده سیار بر اساس ترافیک، آب و هوا و سایر متغیرها باید انتخاب کند تا همه مشتری‌هایش را در مدت معینی از زمان ببیند. شرکت D-Wave با این کار واقعا نتیجه مطلوبش را گرفت، زیرا نتایج این آزمایش در نوع خود شگفت‌آور بود. ماشین D-Wave نسبت به کامپیوترهای معمولی سه هزار و 600 بار سریع‌تر این مسایل را حل کرد و به این ترتیب توانایی عظیم کامپیوترهای کوانتومی در حل مسایل پیچیده ثابت شد. البته هنوز برخی از پژوهشگران در این‌باره که واقعا کامپیوترهای کواتنومی کارکرد بسیار بهتری دارند، تردید دارند و توان عملی این کامپیوترها را زیر سوال می‌برند. دانیل لیدار، رییس مرکز کامپیوتر USC می‌گوید: تمامی مسایلی که ما در کامپیوتر کوانتومی آزمایش کردیم، در حال حاضر توسط کامپیوترهای کلاسیک نیز قابل حل است.

کامپیوتر پیشگوی گوگل
گوگل می‌گوید که کامپیوتر جدید D-Wave را برای حل مسایل مربوط به یادگیری ماشینی لازم دارد. در یادگیری ماشینی، کامپیوترها الگوهای اطلاعاتی را تجزیه و تحلیل می‌کنند تا پیش‌بینی‌های دقیقی از پیامدهای محتمل‌تر در سیستم‌های پیچیده‌ای چون مدل‌های آب و هوایی جهان انجام دهند. مدیران گوگل در بیانیه‌ای اعلام کردند: اگر بخواهیم بیماری‌ها را معالجه کنیم، اول از همه باید بدانیم که منشا آنها کجاست و چگونه شیوع پیدا می‌کنند و برای این کار نیاز به مدل‌های دقیق‌تر داریم. گفتنی است که کامپیوتر کوانتومی D-Wave Two که گوگل و ناسا روی آن دست گذاشته‌اند و می‌خواهند مشترکا از آن استفاده کنند، بر اساس یک رجیستر 512 بیتی عمل می‌کند و هدف این است که ظرفیت آن را به 2048 کیوبیتی ارتقا دهند.