ژاپن با راه‌اندازی ریمی (Reimei)، اولین ابررایانه کوانتومی هیبریدی کاملاً عملیاتی جهان، گامی بزرگ در علم محاسبات برداشته است. این ابررایانه که توسط موسسه علمی ریکن (Riken) توسعه یافته، یک پردازنده کوانتومی ۲۰ کیوبیتی را با ابررایانه فوگاکو (Fugaku) – یکی از سریع‌ترین ابررایانه‌های جهان – ادغام می‌کند. این پیشرفت می‌تواند انقلابی در تحقیقات فیزیک و شیمی ایجاد کند و امکان انجام محاسباتی را فراهم آورد که برای رایانه‌های کلاسیک میلیون‌ها سال طول می‌کشد.
ابررایانه ریمی ژاپن: طلوع عصر جدید محاسبات کوانتومی هیبریدی
با راه‌اندازی ریمی در ژاپن، آینده محاسبات از راه رسیده است. ریمی اولین ابررایانه هیبریدی کوانتومی کاملاً عملیاتی در جهان است. این ابررایانه توسط موسسه علمی ریکن در نزدیکی توکیو توسعه یافته است. ریمی با ترکیب پردازش کوانتومی و کلاسیک، جهش بزرگی در قدرت محاسباتی ایجاد کرده است. این رویکرد هیبریدی، شیوه حل مسائل پیچیده علمی را متحول خواهد کرد. ریمی سرعت و کارایی بی‌سابقه‌ای را فراهم می‌کند.
قدرت نهفته در ریمی
ریمی به دلیل ادغام محاسبات کوانتومی و کلاسیک، با ابررایانه‌های معمولی تفاوت دارد. در قلب ریمی، یک پردازنده کوانتومی ۲۰ کیوبیتیِ یون به دام افتاده (trapped-ion) قرار دارد. این پردازنده توسط کوانتینیوم (Quantinuum) توسعه یافته است. این پردازنده کوانتومی با فوگاکو همکاری می‌کند. فوگاکو در حال حاضر ششمین ابررایانه سریع جهان است. این ترکیب به ریمی اجازه می‌دهد محاسبات بسیار پیچیده‌ای را انجام دهد. انجام این محاسبات با سیستم‌های سنتی سال‌ها یا حتی هزاره‌ها طول می‌کشد.
یکی از ویژگی‌های متمایز ریمی، استفاده از کیوبیت‌های یون به دام افتاده است. این نوع کیوبیت‌ها جایگزین کیوبیت‌های ابررسانای رایج‌تر شده‌اند. این انتخاب مزایای زیادی دارد:
- پایداری بیشتر: کیوبیت‌های یون به دام افتاده انسجام خود را برای مدت طولانی‌تری حفظ می‌کنند. این امر باعث کاهش خطاهای محاسباتی می‌شود.
- اتصال پیشرفته: این معماری، تعامل بیشتر بین کیوبیت‌ها را فراهم می‌کند. در نتیجه، انجام عملیات پیچیده‌تر آسان‌تر می‌شود.
- تصحیح خطای پیشرفته: ریمی با گروه‌بندی چندین کیوبیت فیزیکی در “کیوبیت‌های منطقی”، خطاها را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد. این روش قبلاً نشان داده است که خطاها را ۸۰۰ برابر در مقایسه با کیوبیت‌های فیزیکی به تنهایی کاهش می‌دهد.
اهمیت محاسبات هیبریدی
محاسبات کوانتومی بسیار امیدوارکننده است. اما این فناوری هنوز در مراحل اولیه خود قرار دارد. سیستم‌های کاملاً کوانتومی هنوز با چالش‌های قابلیت اطمینان و مقیاس‌پذیری روبرو هستند. به همین دلیل، رویکردهای هیبریدی مانند ریمی گامی مهم به جلو محسوب می‌شوند. با ترکیب قابلیت‌های کوانتومی با قدرت فوگاکو، محققان می‌توانند پتانسیل محاسبات کوانتومی را بررسی کنند. در عین حال، آنها برای پایداری و پشتیبانی به ابرمحاسبات کلاسیک متکی هستند.
تأثیر بر پژوهش‌های علمی
انتظار می‌رود ریمی در زمینه‌هایی مانند فیزیک و شیمی پیشرفت‌های قابل توجهی ایجاد کند. ریمی می‌تواند محاسباتی را در چند ثانیه انجام دهد که برای رایانه‌های کلاسیک میلیون‌ها سال طول می‌کشد. این قابلیت، افق‌های جدیدی را برای اکتشافات علمی می‌گشاید. از شبیه‌سازی ساختارهای مولکولی گرفته تا حل مسائل بهینه‌سازی، معماری هیبریدی ریمی می‌تواند سرعت پیشرفت در رشته‌های مختلف را افزایش دهد.
پیشتازی ژاپن در رقابت کوانتومی
شرکت‌های دیگری نیز با سیستم‌های کوانتومی-کلاسیک هیبریدی آزمایش‌هایی انجام داده‌اند. اما ریمی اولین سیستمی است که در این مقیاس کاملاً عملیاتی است. این دستاورد، ژاپن را در رقابت جهانی محاسبات کوانتومی در جایگاه پیشرو قرار می‌دهد. ریمی نشان‌دهنده حرکت به سمت کاربردهای عملی کوانتومی است. در حالی که سایر کشورها و شرکت‌های فناوری در تحقیقات کوانتومی پیشرفت می‌کنند، ریمی نشان می‌دهد که سیستم‌های هیبریدی چگونه می‌توانند شکاف بین قدرت محاسباتی نظری و دنیای واقعی را پر کنند.
آینده محاسبات کوانتومی هیبریدی
فعال‌سازی ریمی چیزی فراتر از یک دستاورد فناورانه است. این رویداد، آغاز عصر جدیدی در محاسبات را نشان می‌دهد. محققان شروع به استفاده از قابلیت‌های ریمی کرده‌اند. جهان با دقت پیشرفت‌ها و اکتشافات حاصل از آن را زیر نظر دارد. ریمی پتانسیل محاسبات هیبریدی را به اثبات رسانده است. به زودی، ادغام پردازش کوانتومی و کلاسیک می‌تواند به یک رویکرد استاندارد برای حل پیچیده‌ترین مسائل جهان تبدیل شود.
اگر به خواندن کامل این مطلب علاقه‌مندید، روی لینک مقابل کلیک کنید: interesting engineering
