رایانش کوانتومی حالا دیگر یک مفهوم علمیتخیلی نیست. گوگل با تراشه کوانتومی Willow در آزمایشگاه محرمانهاش نشان داده که آیندهی محاسبات، امنیت دیجیتال و حتی اقتصاد جهانی میتواند کاملاً دگرگون شود.
نگاهی از نزدیک به آزمایشگاه کوانتومی گوگل؛ جایی که قدرتمندترین کامپیوتر جهان نفس میکشد
گوگل سالهاست یکی از بازیگران اصلی میدان رایانش کوانتومی است؛ حوزهای که میتواند موازنه قدرت فناوری، اقتصاد و حتی امنیت جهانی را تغییر دهد. دستاوردهایی مانند تراشه «Willow» نشان میدهند این شرکت با جدیت بهدنبال عبور از مرحله آزمایشگاهی و رسیدن به کامپیوترهای کوانتومی واقعاً کاربردی است.
در نگاه اول، آنچه با آن روبهرو میشوید بیشتر شبیه یک لوستر طلایی عظیم است تا یک رایانه. اما همین سازه عجیب، سردترین نقطه در جهان شناختهشده را در دل خود جای داده؛ جایی که محاسباتی انجام میشود که فراتر از توان هر کامپیوتر کلاسیکی است. این سیستم فقط یک ماشین محاسباتی نیست، بلکه فناوریای است که میتواند روی امنیت مالی، رمزنگاری، بیتکوین، اسرار دولتی و ساختار اقتصاد جهانی اثر بگذارد.
رایانش کوانتومی در عمل تعیین میکند کدام کشورها و شرکتها در ادامه قرن بیستویکم دست بالا را خواهند داشت و کدامها از رقابت عقب میمانند.
ویلو؛ تراشهای معلق میان زمین و صفر مطلق
در مجموعه تحقیقاتی گوگل در سانتا باربارای کالیفرنیا، تراشهای به نام «ویلو» درون سیستمی قرار دارد که حدود یک متر از زمین فاصله دارد. برخلاف تصور عموم، این کامپیوتر نه مانیتور دارد، نه صفحهکلید و نه هیچکدام از نمادهای رایانههای مدرن.
ویلو در واقع ساختاری به اندازه یک بشکه نفت است که از دیسکهای فلزی دایرهای تشکیل شده و صدها کابل کنترلی آنها را به هم متصل میکنند. این مجموعه درون یک یخچال عظیم با هلیوم مایع قرار دارد؛ سیستمی که تراشه کوانتومی را در دمایی تنها یکهزارم درجه بالاتر از صفر مطلق نگه میدارد.
ظاهر این سازه فلزی و سیمپیچدار، بیشتر یادآور فناوریهای دهه ۸۰ میلادی است، اما اگر وعدههای رایانش کوانتومی محقق شوند، همین دستگاه شبیه عروس دریایی میتواند قواعد جهان را تغییر دهد.
گزارش BBC از قلب آزمایشگاه کوانتومی گوگل
این روایت حاصل بازدید خبرنگار BBC از آزمایشگاه کوانتومی گوگل است؛ جایی که او با «هارتموت نوِن»، رئیس بخش Quantum AI گوگل، دیدار داشته است. نوِن شخصیتی خاص دارد؛ ترکیبی از دانش عمیق فناوری و علاقه جدی به موسیقی تکنو. سبک پوشش او بیشتر به هنرمندان فستیوال برنینگمن میخورد تا مدیر یک پروژه فوقمحرمانه علمی.
ماموریت نوِن تبدیل نظریههای فیزیک کوانتومی به ماشینهایی است که بتوانند «مسائلی را حل کنند که با هیچ روش دیگری قابل حل نیستند». او با اینکه جانبدارانه حرف میزند، اما معتقد است سیستمهای کوانتومی گوگل در حال حاضر بهترین عملکرد را در جهان دارند.
معبدی محرمانه در دل کالیفرنیا
بخش بزرگی از چیزهایی که در این آزمایشگاه وجود دارد، قابل فیلمبرداری یا انتشار نیست. فناوری کوانتومی در بالاترین سطح محرمانگی و تحت کنترلهای سختگیرانه صادراتی قرار دارد، چون کوچکترین برتری فنی میتواند به اهرم قدرت اقتصادی و ژئوپولیتیک تبدیل شود.
با این حال، فضای آزمایشگاه حالوهوایی کاملاً کالیفرنیایی دارد. هر کامپیوتر کوانتومی نام خاص خودش را دارد؛ مثل Yakushima یا Mendocino. این ماشینها در دل سازههایی شبیه آثار هنری مدرن قرار گرفتهاند و دیوارها با نقاشیهای گرافیتی تزئین شدهاند که زیر نور آفتاب زمستانی میدرخشند.
دو نقطه عطف مهم با تراشه Willow
نوِن هنگام معرفی تراشه Willow میگوید این تراشه به دو بحث قدیمی پایان داده است. نخست اینکه ثابت کرده رایانههای کوانتومی واقعاً میتوانند مسائلی را حل کنند که رایانههای کلاسیک از انجامشان عاجزند.
ویلو موفق شده یک مسئله معیار را در عرض چند دقیقه حل کند؛ مسئلهای که حل آن با سریعترین کامپیوترهای فعلی دنیا حدود ۱۰ سپتیلیون سال زمان میبرد؛ عددی با ۲۵ صفر که حتی از عمر کل جهان هم فراتر میرود.
این توان نظری حالا در الگوریتمی به نام Quantum Echoes بهکار گرفته شده؛ الگوریتمی که اجرای آن برای رایانههای معمولی عملاً غیرممکن است و با استفاده از فناوری مشابه MRI به درک بهتر ساختار مولکولی کمک میکند.
کاربردهایی فراتر از تصور
به گفته نوِن، رایانش کوانتومی میتواند فرآیند کشف دارو را متحول کند، تولید غذا را بهینه سازد، در تولید، انتقال و ذخیره انرژی نقش کلیدی داشته باشد و حتی به مقابله با تغییرات اقلیمی و گرسنگی جهانی کمک کند. او معتقد است این فناوری در نهایت به ما کمک میکند طبیعت را عمیقتر بفهمیم و بر اساس آن، فناوریهایی بسازیم که زندگی بشر را بهبود دهند.
برخی پژوهشگران حتی باور دارند هوش مصنوعی واقعی، بدون رایانش کوانتومی هرگز بهطور کامل محقق نخواهد شد. جالب اینکه برخی اعضای تیم این آزمایشگاه اخیراً برای پژوهشهای اولیه روی «کیوبیتهای ابررسانا» جایزه نوبل دریافت کردهاند.
رقابت کیوبیتی؛ از گوگل تا چین
تراشه Willow دارای ۱۰۵ کیوبیت است. در مقابل، پروژه کوانتومی مایکروسافت فعلاً به ۸ کیوبیت رسیده، آن هم با رویکردی متفاوت. هدف نهایی اما رسیدن به یک میلیون کیوبیت است؛ سیستمی که بتواند شیمی کوانتومی و طراحی دارو را بدون خطا انجام دهد، هرچند این فناوری بهشدت شکننده است.
پروفسور «پیتر نایت»، رئیس هیئت مشاوره برنامههای ملی کوانتومی بریتانیا، میگوید ویلو مرزهای جدیدی را جابهجا کرده و نشان داده که میتوان با چرخههای تکرارشونده، خطاهای کوانتومی را اصلاح کرد؛ مسیری که شاید ظرف ۷ تا ۸ سال آینده به انجام یک تریلیون عملیات دقیق منجر شود.
آیندهای که علمیتخیلی است
اگر آغاز قرن بیستویکم با اینترنت و سپس هوش مصنوعی تعریف شد، بهنظر میرسد ۲۵ سال آینده متعلق به عصر کوانتوم خواهد بود. از رمزگشایی اسرار دولتی و ارزهای دیجیتال گرفته تا رقابت سنگین چین، آمریکا و اروپا، همهچیز نشان میدهد این فناوری دیگر فقط یک آزمایش علمی نیست.
حتی بحثهایی درباره ذخیرهسازی دادههای رمزگذاریشده امروز، برای رمزگشایی در آینده با رایانههای کوانتومی مطرح است؛ مفهومی که با عنوان «اکنون ذخیره کن، بعداً رمزگشایی کن» شناخته میشود.
در نهایت، آزمایشگاه ویلو فقط محل تولد یک ماشین نیست؛ اینجا لبه تیز علم، قدرت و اقتصاد جهانی است. چیزی که تا دیروز شبیه داستانهای علمیتخیلی بود، حالا با سرعت در حال تبدیلشدن به واقعیتی ملموس است.