گام بلند محققان دانشگاه آکسفورد در ساخت ابرکامپیوتر کوانتومی

 این آزمایش که در مجله معتبر نیچر منتشر شده است، امکان‌سنجی محاسبات کوانتومی توزیع‌شده را نشان می‌دهد؛ این روش در واقع استراتژی است که در نهایت می‌تواند ماشین‌های کوانتومی قدرتمند را بدون نیاز به ساختارهای تک دستگاهی عظیم فعال کند.

این پیشرفت با یکی از بزرگترین موانع محاسبات کوانتومی مقابله می‌کند: مقیاس پذیری. کامپیوترهای کوانتومی برای پردازش اطلاعات به کیوبیت ها ( معادل کوانتومی بیت‌های کلاسیک ) متکی هستند. اما ایجاد ماشینی با میلیون‌ها کیوبیت در یک دستگاه، چالش‌های مهندسی و پایداری را به همراه دارد.

در عوض، محققان آکسفورد پردازنده‌های کوانتومی کوچک‌تری را با استفاده از فیبرهای نوری به هم متصل کردند و به آنها اجازه دادند به عنوان یک سیستم یکپارچه عمل کند. از نظر تئوری، هیچ محدودیتی برای تعداد ماژول‌هایی وجود ندارد که می‌توان از این طریق پیوند داد.

دوگال مین، فیزیکدان در دانشگاه آکسفورد و نویسنده اصلی این مطالعه در این باره می‌گوید: «با به هم پیوستن ماژول‌ها با استفاده از پیوندهای فوتونیک، سیستم ما انعطاف‌پذیری ارزشمندی به دست می‌آورد و به ماژول‌ها اجازه می‌دهد بدون ایجاد اختلال در کل ساختار، ارتقا یافته یا تعویض شوند.

هسته اصلی این آزمایش، تله‌پورت کوانتومی است؛ این در واقع تکنیکی است که اجازه می‌دهد اطلاعات کوانتومی بین کیوبیت‌های دور بدون حرکت فیزیکی آنها منتقل شود. اگرچه تله‌پورت کوانتومی پیشتر اثبات شده بود، اما تیم آکسفورد تله‌پورت کوانتومی دروازه‌های منطقی – بخش‌های سازنده الگوریتم‌های کوانتومی - را در یک شبکه نشان داد. این یک گام کلیدی در عملی کردن محاسبات کوانتومی توزیع شده است.

برای اثبات اثربخشی این سیستم، محققان آکسفورد الگوریتم جستجوی گروور را اجرا کردند؛ یک الگوریتم کوانتومی که می‌تواند مجموعه داده‌های بزرگ را بسیار سریعتر از رایانه‌های کلاسیک غربال کند. اجرای موفقیت‌آمیز این الگوریتم نشان داد که محاسبات کوانتومی توزیع‌شده می‌تواند مزایای محاسباتی فناوری کوانتومی را حفظ کند.