هشدار پژوهشگران: افزایش کیوبیت‌ها می‌تواند رایانه‌های کوانتومی را متوقف کند

به گزارش شبکه اطلاع‌رسانی طلا و ارز، گروهی از پژوهشگران در حوزه فیزیک کوانتومی اعلام کرده‌اند افزایش تعداد کیوبیت‌ها، واحدهای پایه پردازش در رایانه‌های کوانتومی، همیشه به معنای قدرت محاسباتی بیشتر نیست. به گفته این پژوهشگران، از یک نقطه به بعد، پدیده‌ای فیزیکی به نام «اثر زنوی کوانتومی» می‌تواند روند محاسبات را مختل و حتی متوقف کند.

اثر زنوی کوانتومی به این معناست که مشاهده یا اندازه‌گیری مکرر یک سامانه کوانتومی، تغییر حالت آن را کند یا کاملاً متوقف می‌کند. به‌زبان ساده، هرچه یک ذره کوانتومی بیشتر زیر نظر باشد، کمتر تغییر می‌کند؛ نتیجه‌اش می‌تواند توقف عملی روند پردازش باشد.

در رایانه‌های کوانتومی، هر کیوبیت باید به‌طور مداوم پایش و تصحیح خطا شود تا اطلاعاتش از بین نرود. با افزایش تعداد کیوبیت‌ها، حجم این پایش‌ها هم بالا می‌رود. پژوهشگران می‌گویند از حجم مشخصی به بعد، همین پایش‌های مکرر می‌تواند به‌جای کمک به پایداری سامانه، مانند یک ترمز عمل کند و پیشرفت محاسبات را متوقف کند.

چرا این هشدار اهمیت دارد؟

شرکت‌های بزرگ فناوری از جمله آی‌بی‌ام و گوگل، سال‌هاست در رقابتی فشرده برای افزایش تعداد کیوبیت‌های رایانه‌های کوانتومی خود قرار دارند. تصور رایج این بوده که افزودن کیوبیت بیشتر، مسیر مستقیم رسیدن به رایانه‌های کوانتومی کاربردی‌تر است. یافته تازه نشان می‌دهد این مسیر به‌سادگی خطی نیست و ممکن است با یک سقف فیزیکی روبه‌رو شود.

رایانه‌های کوانتومی قرار است روزی مسائلی را حل کنند که برای رایانه‌های معمولی عملاً غیرممکن است؛ از طراحی داروهای جدید تا مدل‌سازی‌های پیچیده مالی و رمزنگاری. تأخیر در غلبه بر موانع فیزیکی مانند اثر زنو، می‌تواند به معنای دورترشدن زمان رسیدن به این کاربردهای عملی باشد.

راه‌حل احتمالی چیست؟

به گفته پژوهشگران، راه‌حل احتمالی می‌تواند بازطراحی شیوه پایش و تصحیح خطا در سامانه‌های کوانتومی باشد، به‌گونه‌ای که فراوانی اندازه‌گیری‌ها از آستانه بحرانی اثر زنو فراتر نرود. این موضوع هنوز در مرحله پژوهش است و تا رسیدن به یک راهکار عملی و اثبات‌شده، فاصله وجود دارد.

برخلاف رایانه‌های معمولی که اطلاعات را با بیت صفر و یک پردازش می‌کنند، رایانه‌های کوانتومی از کیوبیت استفاده می‌کنند که می‌تواند هم‌زمان چند حالت داشته باشد. همین ویژگی، پتانسیل رایانه‌های کوانتومی برای انجام محاسبات موازی و پیچیده را بالا می‌برد، اما مدیریت و پایداری این کیوبیت‌ها به همان اندازه دشوار است.