پژوهشگران دانشگاه سوئین‌برن استرالیا در یک دستاورد علمی خیره‌کننده، روشی نوآورانه برای اعتبارسنجی نتایج پیچیده کامپیوترهای کوانتومی ابداع کرده‌اند. این تکنیک نوین که توانایی تأیید خروجی سامانه‌های کوانتومی را در عرض چند دقیقه و با استفاده از یک لپ‌تاپ معمولی فراهم می‌آورد، پاسخی قاطع به معمای دیرینه «پارادوکس اعتبارسنجی کوانتومی» است که پیش از این، ارزیابی آن هزاران سال زمان را روی قوی‌ترین ابررایانه‌ها طلب می‌کرد. این پیشرفت نه تنها مسیر را برای توسعه کامپیوترهای کوانتومی قابل اعتماد هموار می‌کند، بلکه به شناسایی نویز پنهان و تأثیرگذار در این سامانه‌های پیشرفته نیز منجر شده است.
پارادوکس اعتبارسنجی کامپیوترهای کوانتومی؛ چالش دیرینه علم
یکی از بزرگترین چالش‌های محاسبات کوانتومی، مسئله اعتبارسنجی نتایج است. اگر یک کامپیوتر کوانتومی بتواند مسئله‌ای را حل کند که سریع‌ترین ابررایانه‌های جهان برای بررسی جواب آن به میلیون‌ها سال زمان نیاز دارند، چگونه می‌توان از صحت پاسخ آن اطمینان حاصل کرد؟ این پارادوکس، مبنای پیشرفت محاسبات کوانتومی را تشکیل می‌دهد؛ زیرا با افزایش قدرت این ماشین‌های محاسباتی، تأیید صحت عملکرد آن‌ها توسط روش‌های کلاسیک به امری غیرممکن تبدیل می‌شد. این وضعیت، مانعی جدی بر سر راه اعتماد به فناوری‌های نوین کوانتومی و کاربردهای تجاری آن‌ها بود.
روش انقلابی در اعتبارسنجی کامپیوترهای کوانتومی: از سال‌ها به دقیقه
تیم پژوهشی دانشگاه سوئین‌برن در ملبورن با معرفی روشی سریع و کم‌هزینه، انقلابی در حوزه اعتبارسنجی کامپیوترهای کوانتومی به پا کرده است. این متد جدید، خروجی‌های نوع خاصی از کامپیوترهای کوانتومی موسوم به «نمونه‌گیر بوسون گاوسی» (Gaussian Boson Sampler) را اعتبارسنجی می‌کند. این سامانه‌ها با بهره‌گیری از فوتون‌های نور، توزیع‌های احتمالاتی تولید می‌کنند که شبیه‌سازی آن‌ها روی ابررایانه‌های کلاسیک حداقل هزاران سال به طول می‌انجامد. دکتر الکساندر دلیوس، نویسنده ارشد این پژوهش، تأکید می‌کند که پیش از این، برای تأیید نتایج این کامپیوترهای کوانتومی، باید سال‌های متمادی منتظر می‌ماندیم. اما اکنون، با این روش، آزمایشی که تأیید کلاسیک آن ۹ هزار سال زمان می‌برد، تنها در چند دقیقه قابل بررسی است.
کشف نویز پنهان؛ گامی کلیدی برای تکامل کامپیوترهای کوانتومی
نتایج این اعتبارسنجی سریع، شگفت‌انگیز بود: توزیع احتمال به‌دست‌آمده با هدف نظری مطابقت نداشت و نشان‌دهنده وجود یک نویز اضافی و تا پیش از این نادیده‌گرفته‌شده در سامانه بود. این کشف از چند جهت حائز اهمیت است:
افزایش درک از سامانه‌های کوانتومی: شناسایی نویزهای پنهان به درک عمیق‌تر از عملکرد داخلی و محدودیت‌های کامپیوترهای کوانتومی کمک می‌کند.
مسیر بهبود عملکرد: این یافته‌ها، راه را برای مهندسی بهتر و طراحی سیستم‌های کوانتومی با خطای کمتر هموار می‌سازد.
پژوهشگران اکنون در حال بررسی این موضوع هستند که آیا این توزیع جایگزین، همچنان یک مسئله «سخت از نظر محاسباتی» به شمار می‌رود یا نویز کشف‌شده باعث شده است که کامپیوتر کوانتومی بخشی از خاصیت کوانتومی خود را از دست بدهد.
افق روشن کامپیوترهای کوانتومی: کاربردها و آینده بدون خطا
این دستاورد یک گام حیاتی به سوی توسعه نسل بعدی کامپیوترهای کوانتومی عاری از خطا و تجاری محسوب می‌شود. روش‌های مقیاس‌پذیر اعتبارسنجی نه تنها اعتماد به نتایج را افزایش می‌دهند، بلکه نقش کلیدی در شناسایی و اصلاح خطاها ایفا می‌کنند تا این سامانه‌ها بتوانند «کوانتومی‌بودن» خود را حفظ کنند. این امر برای انقلاب آینده در حوزه‌های مختلفی نظیر کشف دارو، هوش مصنوعی، امنیت سایبری و حتی درک عمیق‌تر از جهان هستی حیاتی است. با قابلیت اعتبارسنجی سریع و دقیق، کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند به ابزاری قدرتمند و قابل اعتماد برای حل پیچیده‌ترین مسائل بشری تبدیل شوند و افق‌های جدیدی را در علم و فناوری بگشایند.
مطالب مرتبط
- دانشمندان با تحلیل سیگنال رادیویی ۱۳ میلیارد ساله، رازهای جرم و ماهیت اولین ستاره‌های کیهان را گشودند
- هشدار ایمنی علیه Figure AI: افشای قدرت بالقوه مرگبار ربات‌های انسان‌نما صنعت را به چالش کشید
- یوتیوب با معرفی چت‌بات هوش مصنوعی، شخصی‌سازی صفحه اصلی را برای کاربران متحول می‌سازد
- دانشمندان فشرده‌سازی بی‌سابقه پلاسماسفر زمین را در پی طوفان فضایی مهیب ۲۰۲۴ ثبت کردند
سینا علیپور
او دانشجوی رشته مهندسی کامپیوتر در مقطع کارشناسی است و فعالیت حرفه‌ای خود را در عرصه رسانه از سال ۱۳۹۸ با یک بلاگ شخصی در حوزه فناوری آغاز کرده است. وی پس از مدتی به عنوان نویسنده آزاد در مجله‌های آنلاین تکنولوژی فعالیت کرد و در حال حاضر، دبیر سرویس نقد و بررسی گجت‌های هوشمند در یک مجله معتبر تکنولوژی است.
