خب رفقا، امروز قراره درباره یه خبر حسابی هیجان‌انگیز از دنیای تکنولوژی براتون تعریف کنم که مطمئنم مغزتون رو منفجر می‌کنه! دانشمندای گوگل یه الگوریتم جدید ساختن به اسم «Quantum Echoes» یا همون «اکوهای کوانتومی» که به گفته خودشون می‌تونه مسائل رو روی کامپیوتر کوانتومی ۱۳ هزار برابر سریع‌تر از قوی‌ترین سوپرکامپیوترهای دنیا حل کنه!
حالا این کامپیوتر کوانتومی چیه اصلاً؟ ببین، مثل همون کامپیوترهای معمولی نیست. اینا از قوانین عجیب و باحال مکانیک کوانتومی (که دنیای ذرات کوچولو و مرموزه) استفاده می‌کنن و قاعده‌شون با کامپیوترهای الآن زمین تا آسمون فرق داره.
تا الان کلی درباره «برتری کوانتومی» شنیده بودیم؛ یعنی وقتی یه کامپیوتر کوانتومی می‌تونه یه کار رو واقعاً بهتر و سریع‌تر از کامپیوترهای کلاسیک انجام بده. فقط مشکل اینجا بود که کسی نمی‌تونست واقعاً ثابت کنه که نتایج این الگوریتم‌ها درسته یا نه. ولی نکته جالب الگوریتم جدید گوگل اینه که نتیجه‌ش قابل تایید توسط یه کامپیوتر کوانتومی دیگه‌ست! یعنی اگر یه تیم دیگه هم همین آزمایش رو با یه دستگاه مشابه انجام بده، باید همون جوابو بگیره. خلاصه دیگه جایی برای کل‌کل نمی‌مونه!
خیلی خلاصه بگم این الگوریتم چطور کار می‌کنه؛ اول با استفاده از «گیت‌های کوانتومی» (مثل دروازه‌هایی که روی بیت‌های معمولی عمل انجام میدن ولی اینجا روی کوبیت‌ها یا همون بیت‌های کوانتومی)، یک سری عملیات پیچیده روی آرایه‌ای از ۱۰۵ کوبیت توی دستگاه Willow گوگل انجام دادن. بعدش یه ذره یکی از کوبیت‌ها رو تحریک یا منحرف کردن و کل عملیات رو برعکس اجرا کردن. نتیجه‌ی این فرآیند باعث میشه یه جور «اثر پروانه‌ای» عجیب داشته باشن (اثر پروانه‌ای یعنی وقتی یه تغییر کوچیک باعث اتفاقای بزرگ میشه). این طوری تونستن اطلاعات خیلی دقیقی درباره فاصله اتم‌ها توی دو تا مولکول پیچیده به دست بیارن. حالا اون مولکول‌ها چی بودن؟ یکی‌شون ۱۵ اتمی به اسم [4-13C]-تولوئن و اون یکی هم ۲۸ اتمی به اسم [1-13C]-3′,5′-دی‌متیلبی‌فنیل (DMBP).
اینا فقط شروع کار بود. تیم گوگل توی بخش دوم تحقیقشون، تونستن با همین الگوریتم دینامیک مولکول‌ها رو توی آزمایشگاه شبیه‌سازی کنن (یه نوع آزمایش با دستگاه NMR یا «طیف‌سنجی رزونانس مغناطیسی هسته‌ای» که برای بررسی ساختار مولکول‌هاست). تو همین مقیاس کوچیک با ۱۵ کوبیت کار کردن ولی گفتن که با پیشرفت بیشتر میشه مولکول‌هایی تا چهار برابر بزرگ‌تر رو هم شبیه‌سازی کرد. این چیزی هست که کامپیوترهای عادی حتی نمی‌تونن خیال انجامش رو بکنن!
یه نکته باحال دیگه هم اینه که برای اطمینان از این که همه چی درست پیش رفته، تیم گوگل از تکنیکی به اسم «red-teaming» استفاده کردن (تو حوزه امنیت سایبری یعنی گرفتن تیم مقابل برای پیداکردن ایرادها). تست‌های فوق‌العاده سخت و طولانی گرفتن که معادل ۱۰ سال طول کشیده. خلاصه هیچ راه فراری برای خطا نگذاشتن!
یه نکته‌ی جالب از حرفای یکی از چیپ‌های حوزه به نام «Scott Aaronson» بگم: گفت قبلاً توی آزمایش‌های «برتری کوانتومی»، خروجی کار یه جور نمونه‌گیری از احتمال‌ها بود (یعنی خیلی سخت می‌تونستیم جوابشو تایید کنیم). ولی حالا خروجی این الگوریتم یه عدد خاصه که حتی اگه با کامپیوتر عادی نشه تاییدش کرد، اما با یه کامپیوتر کوانتومی دیگه میشه! خب این خودش پله بزرگی رو جلو برده.
پشت‌صحنه هم میشه به Michel Devoret اشاره کرد؛ کسی که سال‌ها رو سخت‌افزار کوانتومی کار کرده و هم توی این تحقیق و هم توی گرفتن جایزه نوبل فیزیکِ ۲۰۲۵ نقش داشته. خودش گفته که این اولین باره که ما واقعاً می‌تونیم یه محاسبه کوانتومی رو تأیید کنیم و نشون بدیم انجامش با کامپیوتر کلاسیک عملاً غیرممکنه.
البته دیگه همه می‌دونیم ساختن این همه کوبیت و نگه‌داشتنشون کناره هم اصلاً کار راحتی نیست. مثلاً کامپیوتر Willow که گوگل پارسال رونمایی کرد فقط حدود ۱۰۰ کوبیت داره، در حالی که برای کاربردای واقعی باید دستگاه‌هایی با میلیون‌ها کوبیت ساخته بشه. ولی این امیدواری رو دادن که احتمالاً تا پنج سال دیگه شاهد کاربردای عملی کامپیوتر کوانتومی باشیم؛ مثلاً کشف داروهای جدید یا ساخت مواد پیشرفته مهندسی — کارایی که با کلاسیک‌ها هیچوقت عملی نمی‌شن.
در کل این خبر یعنی آینده‌ی علم و تکنولوژی داره به سرعتِ نور نزدیک میشه. یه جورایی داریم وارد دوره‌ای می‌شیم که توش کامپیوتر کوانتومی قراره همه چی رو زیر و رو کنه؛ فقط باید چند سال دیگه هم صبر کنیم و ببینیم این غول‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری قراره چه شگفتی‌هایی رو رقم بزنن. خلاصه اینکه، هوای تکنولوژی رو داشته باشین چون اتفاقای باورنکردنی در راهه!
منبع: +
