🟠خلاصه‌ای از گزارش TQI در خصوص هزینه دستیابی به کامپیوتر کوانتومی

🔷#محاسبات_کوانتومی با سرعتی چشمگیر از یک مفهوم صرفاً نظری به میدانی برای رقابت جهانی تبدیل شده است و سرمایه‌گذاری‌های گسترده‌ای از سوی دولت‌ها، شرکت‌های بزرگ فناوری و مؤسسات پژوهشی را به خود جذب کرده است.

🔷هرچند دستگاه‌های امروزی هنوز در عصر NISQ (سیستم های کوانتومی با مقیاس متوسط نویز) قرار دارند و کاربردهای گسترده ندارند، اما توان بالقوه‌ آن‌ها برای تحول در حوزه‌هایی مانند هوش مصنوعی، رمزنگاری، شبیه‌سازی مولکولی و مسائل بهینه‌سازی بسیار چشمگیر است.

🔷بر خلاف عصر محاسبات کلاسیک که توسط یک معماری غالب (ترانزیستورهای سیلیکونی CMOS) هدایت می‌شد، در سال ۲۰۲۵ محاسبات کوانتومی یک رقابت چندرشته‌ای است.

📌این گزارشبه پنج فناوری اصلی کیوبیت اشاره می‌کند:

🔻کیوبیت‌های ابررسانا: بالغ‌ترین پلتفرم، مورد استفاده Google و IBM، نیازمند یخچال‌های رقیق‌کننده با دمای نزدیک ۱۰–۱۵ میلی‌کلوین. سرعت گیت بالا دارند اما نیازمند سیستم‌های پیچیدهٔ کنترل مایکروویو و زیرساخت‌های کرایوژنیک گسترده هستند.

🔻یون‌های به‌دام‌افتاده: اتم‌های باردار که با میدان‌های الکترومغناطیسی محدود شده‌اند. زمان‌های همدوسی طولانی دارند (بسیار طولانی‌تر از کیوبیت‌های ابررسانا) اما اجرای گیت‌ها آهسته‌تر است. شرکت‌های پیشرو شامل IonQ، Quantinuum و AQT هستند.

🔻کیوبیت‌های فوتونیکی: مبتنی بر ذرات نور، امکان عملکرد در دمای محیط و یکپارچه‌سازی در مقیاس بزرگ با استفاده از اجزای نوری را فراهم می‌کنند. شرکت‌هایی مانند PsiQuantum و Xanadu به سمت معماری‌های مقاوم در برابر خطا با میلیون‌ها کیوبیت فوتونیکی حرکت می‌کنند.

🔻اتم‌های خنثی: آرایه‌هایی از اتم‌های بدون بار که با انبرک های نوری جابجا می‌شوند. این روش قابلیت مقیاس‌پذیری طبیعی دارد و برخی از بزرگ‌ترین آرایه‌های کیوبیت تا امروز را نشان داده است. شرکت‌های پیشرو شامل QuEra، Pasqal و ColdQuanta هستند.

🔻کیوبیت‌های اسپین سیلیکونی: اسپین‌های الکترون محدود شده در نقاط کوانتومی ساخته شده در سیلیکون. این روش سازگاری با تولید نیمه‌رسانای سنتی را نوید می‌دهد و پلی بین صنایع کلاسیک و کوانتومی ایجاد می‌کند. Intel، Diraq و Quantum Motion در این زمینه پیشرو هستند.

🔻علاوه بر این، رویکردهای آزمایشی دیگر نیز وجود دارند: الکترون‌ها روی هلیوم، مراکز نقص نیتروژن (NV) در الماس و کیوبیت‌های مبتنی بر CMOS، که همگی به تنوع چشم‌انداز فناوری کمک می‌کنند.

📌چرا رایانه‌های کوانتومی گران هستند

🔷با اینکه از نظر فنی مالکیت یک رایانهٔ کوانتومی ممکن است، اما در عمل اکثر کاربران چنین دستگاهی را در اختیار ندارند. دلیل این عدم دسترسی فیزیکی این است که سیستم‌های کوانتومی نیازمند زیرساخت‌های بسیار تخصصی و گران هستند و به کالیراسیون مداوم نیاز دارند و این هزینه‌ها اغلب از قیمت خود پردازندهٔ کوانتومی (QPU) فراتر می‌روند.

🔷به همین دلیل، بیشتر کاربران از طریق خدمات ابری مانند AWS Braket، Azure Quantum، Google Cloud، IBM Quantum و پلتفرم‌های اختصاصی شرکت‌ها به سخت‌افزار کوانتومی دسترسی پیدا می‌کنند. هزینه‌ها نیز بسیار متغیر است—از کسری از سنت برای هر شات تا هزاران دلار برای هر ساعت استفاده از سامانه‌های پیشرفته.

🔷تا اواخر سال ۲۰۲۵، هزینهٔ یک رایانهٔ کوانتومی بسته به نوع استفاده بسیار متفاوت است:

🔻دستگاه‌های آموزشی: ۵٬۰۰۰ تا ۵۰٬۰۰۰ دلار (که رایانهٔ کوانتومی همه‌منظوره نیستند)

🔻خدمات ابری (Quantum-as-a-Service): حدود 0.0009 تا 0.03 دلار برای هر شات؛ حدود ۳۰۰ دلار در ساعت (PASQAL)؛ و اشتراک‌های سازمانی تا حدود ۱۳۵ هزار دلار در ماه (Quantinuum)

🔻سیستم‌های پژوهشی/سازمانی در محل: چندین میلیون دلار فقط برای سخت‌افزار؛ و ده‌ها میلیون دلار با در نظر گرفتن هزینهٔ کرایوژنیک، تأسیسات، الکترونیک کنترلی و نگه‌داری چندساله.

🔻هزینهٔ کل این سامانه‌ها تحت تأثیر عواملی مانند سرمایش کرایوژنیک، سیستم‌های خلأ، لیزرهای دقیق، الکترونیک کنترلی، اِستک های نرم‌افزاری، تصحیح خطا و زیرساخت‌های تخصصی قرار دارد.

🔷تا اواخر سال ۲۰۲۵، رایانش کوانتومی هم از نظر فنی هنوز نابالغ و هم از نظر اقتصادی پرهزینه باقی مانده است. هزینه‌ها به دلیل ماهیت تجربی و نیاز مهندسی سنگین این حوزه بالا هستند. با این حال، با بهبود فناوری کیوبیت‌ها، عملی‌تر شدن تصحیح خطا و افزایش رقابت، انتظار می‌رود قیمت‌ها کاهش یابد—مشابه مراحل اولیهٔ سایر فناوری‌های تحول‌آفرین.

🔷عصر کوانتومی نه با یک طراحی قطعی بلکه با رقابت میان معماری‌های متعدد تعریف می‌شود. اینکه آینده به یک نوع غالب برسد یا اکوسیستم ترکیبی شکل گیرد، یکی از مهم‌ترین پرسش‌های باز در حوزهٔ محاسبات امروز است.

🌐منبع

🔹🔹🔹🔹🔹🔹🔹
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn
#گزارش #سطح_متوسط #صنعت_کوانتوم