‍ ‍🔴گزارشی از دستاوردهای IBM در زمینه محاسبات کوانتومی 🔴

🔶 شرکت #IBM در یک سال گذشته به دو نقطه عطف مهم مطابق با نقشه راه خود دست یافته است: معرفی تراشه Condor با ۱۱۲۱ کیوبیت که بزرگ‌ترین پردازنده مبتنی بر #ترانسمون است و تراشه Heron با طراحی مقیاس‌پذیر شامل ۱۳۳ کیوبیت.

🔶 این پیشرفت‌ها بخشی از نقشه راه IBM برای دستیابی به کیوبیت‌های منطقی تصحیح شده از خطا تا پایان این دهه است، که گامی اساسی در اجرای الگوریتم‌های پیچیده کوانتومی محسوب می‌شود.

1️⃣تصحیح خطا و کیوبیت‌های منطقی:

🔹 الگوریتم‌های کوانتومی به دلیل خطاهای سخت‌افزاری مانند خطا در مقداردهی اولیه، عملیات گیت‌ها و خواندن حالت، با محدودیت مواجه هستند. تصحیح خطا که برای محاسبات کوانتومی در مقیاس بزرگ ضروری است، شامل توزیع یک "کیوبیت منطقی" میان چندین کیوبیت فیزیکی و استفاده از کیوبیت‌های اضافی برای نظارت و تصحیح خطاهاست. نقشه راه IBM شامل مراحل زیر است:

🔻 ۲۰۲۶: نمایش کیوبیت‌های حافظه منطقی.
🔻 ۲۰۲۷: ارتباط منطقی بین کیوبیت‌ها.
🔻 ۲۰۲۸: گیت‌های منطقی با پردازنده Starling.
🔻 ۲۰۲۹: گیت‌های منطقی تصحیح شده از خطا روی نسخه پیشرفته‌ای از Starling که از ۱۰۰ میلیون عملیات گیت پشتیبانی می‌کند.

2️⃣پیشرفت‌های سخت‌افزاری:

🔹رویکرد دوگانه IBM بر افزایش تعداد کیوبیت‌ها و کاهش خطاها تمرکز دارد:

🔻تراشه Condor (۲۰۲۳): با ۱۱۲۱ کیوبیت و نمایش بازدهی بالا در ساخت و کیوبیت‌های فشرده، نقطه عطفی در مقیاس‌پذیری.

🔻تراشه Heron (۲۰۲۳): با استفاده از کوپلرهای قابل تنظیم، فیدلیتی گیت‌ها را افزایش داده و تداخل را کاهش داده است؛ نتیجه چهار سال تلاش.

🔻تراشه Flamingo (۲۰۲۴): پردازنده‌ای با ۱۵۶ کیوبیت که جانشین Heron می‌شود و از ۱۵۰۰۰ عملیات گیت تا سال ۲۰۲۸ پشتیبانی می‌کند.

🔻معماری‌های ماژولاری مانند Crossbill و Kookaburra (نسخه‌های آینده) تراشه‌هایی مانند Flamingo را ادغام کرده و با استفاده از اتصالات بین‌تراشه‌ای به تعداد کیوبیت‌های مقیاس Condor دست می‌یابند.

🔻این پیشرفت‌ها که در طول توسعه تراشه Eagle (معرفی‌شده در ۲۰۲۱) آزمایش شده‌اند، بازتابی از افزایش ۱۰ برابری سرعت عملیات گیت‌ها هستند و امکان بروز خطاها در طول محاسبات را کاهش می‌دهند.

3️⃣کاهش نیاز به کیوبیت‌های فیزیکی:

🔹شرکت IBM در حال بررسی روش‌های تصحیح خطایی است که به کیوبیت‌های فیزیکی کمتری نیاز دارند. کدهای سطحی حدود ۴۰۰۰ کیوبیت فیزیکی برای هر کیوبیت منطقی نیاز دارند، اما رویکرد IBM، با استفاده از اتصال‌های طولانی‌مدت کیوبیت‌ها، این مقدار را به ۲۸۸ کیوبیت کاهش می‌دهد

🔹نوآوری‌هایی در کوپلرها و اتصالات تراشه‌ای، که برای سال‌های ۲۰۲۴ و ۲۰۲۵ برنامه‌ریزی شده‌اند، نقش کلیدی در دستیابی به این بهره‌وری‌ها ایفا می‌کنند.

4️⃣نرم‌افزار و کاربردها:

🔹نسخه ۱.۰ کیت توسعه نرم‌افزار کوانتومی #Qiskit در سال ۲۰۲۳ ارائه شد، که API آن را تثبیت کرده و از توسعه کتابخانه‌ها پشتیبانی می‌کند. همچنین IBM ابزارهای هوش مصنوعی مولد را برای برنامه‌نویسی Qiskit یکپارچه کرده است. این منابع به پژوهشگران امکان می‌دهد تا کاهش خطاها و کاربردهای میان‌مدت مانند شبیه‌سازی کوانتومی و حل مسائل بهینه‌سازی را حتی روی سیستم‌های دارای نویز بررسی کنند.

🔶اگرچه پیشرفت‌های IBM هنوز تهدیدی برای طرح‌های رمزنگاری محسوب نمی‌شوند، اما سرعت بالای تحولات در حوزه کامپیوتر کوانتومی را نشان می‌دهند.

🔶 تا سال ۲۰۳۰، کیوبیت‌های تصحیح شده از خطا می‌توانند الگوریتم‌هایی فراتر از توانایی‌های کنونی را ممکن کنند و حوزه‌هایی مانند علم مواد و رمزنگاری را دگرگون کنند.

🌐منبع

📎 Join: @QuantumSTEM

🌐 Website

🔵 LinkedIn
_._._._._._._._._._._._._._._._.

#گزارش #نقشه_راه #محاسبات_کوانتومی #کیوبیت_ابررسانا