تتنافس الشركات الكمومية التي تتنافس على رقاقة لسنوات. ومع ذلك ، فإن مشاكل الإنتاج والاتصال تعني أن هذه الاستراتيجية تعطي حدودًا. يتحول التركيز الآن إلى ربط العديد من المعالجات الكمومية لإنشاء أجهزة كمبيوتر كبيرة بما يكفي لمعالجة المشكلات الحقيقية.
في كانون الثاني (يناير) ، كشفت شركة الحوسبة الكمية الكندية Xanadu عن ما قدمته لجهاز الكمبيوتر الكمي الأول. يستخدم نهج Xanadu الفوتونات كواحدة من الخيارات العديدة لإنشاء ما يعادل البتات الكلاسيكية. في ورقة تم نشرها في نفس الشهر في طبيعةأوضح الباحثون في الشركة كيف يربطون 35 رقائقًا ضوئية و 13 كيلومترًا من الألياف الألياف عبر أربعة رفوف خادم لإنشاء كمبيوتر كميًا كميًا يبلغ طوله 12 كومة يسمى Aurora. على الرغم من وجود أجهزة كمبيوتر الكم اليوم مع العديد من الأدوات ، زاندويُظهر التصميم جميع المكونات الرئيسية للهندسة المعمارية التي يمكن توسيع نطاقها إلى ملايين Qubits.
في الوقت الحاضر ، فإن Xanadu ليست الشركة الوحيدة التي تركز على النموذج. بدأ كل من IBM و IONQ في الجمع بين معالجات الكم ، حيث يمكن لـ IBM إظهار إعداد معياري في وقت لاحق من هذا العام. والعديد من البدء -أطفئ أطفئ من مكانة تبني التقنيات الداعمة المطلوبة لهذا الانتقال.
يقول كريستيان ويدبروك ، الرئيس التنفيذي لشركة Xanadu ، إن معظم الشركات قد أدركت منذ فترة طويلة أن النموذج هو مفتاح التحجيم.الآن بعد أن أصبحت الرقائق ذات الاستخدام العملي في الأفق وأكبر المعالجات لديها أكثر من 1000 ربع ، يعتقد أن التركيز يتغير.
يقول Weedbrook: “من أجل الحصول على مليون ربع ، لا يمكنك أن تكون قادرًا على حلها جميعًا على شريحة واحدة”. “الطريقة الوحيدة لتوسيع نطاقها هي نهج الشبكة المعياري.”
اتبعت Xanadu نهجًا غير تقليدي من خلال التركيز أولاً على مشكلة قابلية التوسع. واحدة من أكبر مزايا الاعتماد على الفوتونيك لأجهزة الكمبيوتر الكمومية – على عكس الرصيف الفائق التي تستخدمها IBM و Google – هي أن الآلات متوافقة مع تقنية الشبكة التقليدية ، والتي تبسط الاتصال.
ومع ذلك ، فإن أورورا غير موثوق بما يكفي لحسابات مفيدة بسبب فقدان بصري عالي. يتم امتصاص الفوتونات أو مبعثرها عندما يمر عبر المكونات البصرية ويقدمون الأخطاء. يهدف Xanadu إلى تقليل هذه الخسائر في العامين المقبلين من خلال تطوير مكونات أفضل وتحسين الهندسة المعمارية. تخطط الشركة لإنشاء مركز حساب الكم بحلول عام 2029.
يتوقع IBM أيضًا أنه سيصل هذا العام إلى معلم حوسبة حاسوبية معيارية. صممت الشركة معالج 462 كومة يسمى Flamingo مع اتصال اتصال الكم متكامل. في وقت لاحق من هذا العام ، تخطط IBM لتوصيل ثلاثة منهم لإنشاء أكبر كمبيوتر الكم – وحدات أو لا.
يقول أوليفر ديال ، كبير مسؤولي التكنولوجيا من IBM Quantum ، إن النموذج كان دائمًا ذا أهمية مركزية لخريطة الطريق الكم من IBM. في حين أن الشركة غالباً ما قادت الحقل إلى حزم المزيد من الحالات في المعالجات ، إلا أن هناك حدود لحجم الشريحة. عندما تصبح أكبر ، فإن الأسلاك الإلكترونية للسيطرة أصبحت صعبة بشكل متزايد ، كما يقول Dial.
ومع ذلك ، فإن IBM تستخدم Qubits فائقة الموصلات التي تعمل بسرعات عالية وسهلة الترويج نسبيا ، ولكنها أقل شبكات من تقنيات الكم الأخرى. تعمل هذه Qubits لترددات الميكروويف وبالتالي لا يمكنها ببساطة الارتباط بالاتصال البصري ، مما يعني أن IBM كان على تطوير مقرنات متخصصة من أجل توصيل كل من الرقائق المجاورة والبعيدة.
يفحص IBM أيضًا نقل الكم الذي حول فوتونات الميكروويف إلى ترددات بصرية يمكن نقلها عبر الألياف الألياف. ومع ذلك ، فإن ولاء المظاهرات الحالية بعيد عن ما هو ضروري ، يقول Dial ، بحيث لا يكون التحويل على خريطة الشارع الرسمية لـ IBM.
تخطط IBM لتوصيل ثلاثة من معالجات Flamingo Quantum 462 كومة هذا العام لجعل أكبر كمبيوتر الكم حتى الآن.IBM
تتفاعل Quibits ذات الأيونات التي تم التقاطها وذرة محايدة مباشرة مع الفوتونات وجعل الشبكات البصرية أكثر عملية. في أكتوبر الماضي ، أظهرت IONQ القدرة على إشراك أيونات تم التقاطها في معالجات مختلفة. الفوتونات مع أيونات المشاركة في كل شريحةقم بالقيادة عبر الكابلات الألياف الضوئية وتلتقي على جهاز يسمى Bell-State Analyzer ، حيث يتم أيضًا مشاركة الفوتونات ويتم قياس حالتك المشتركة. نتيجة لذلك ، تم توصيل الأيونات التي شاركت بها الفوتونات في الأصل بإجراء يسمى استبدال المضاعفات.
يقول جون جامبل ، المدير الأول للهندسة المعمارية والأداء في IONQ ، إذا قمت بربط هذا بعدد كبير من المعالجات الكمومية ، فأنت بحاجة إلى الكثير من العمل. يجب أن تكون محللات Bell-State ، التي يتم تنفيذها حاليًا مع مكونات الحرية البصرية ، مصغرة وتصنيعها باستخدام الضوئية المتكاملة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الألياف البصرية عالية ، مما يعني أن جودة التشابك الناتجة عن هذه القنوات منخفضة نسبيًا. لعلاج هذا ، تخطط IONQ لتوليد العديد من أزواج Qubit المعنية بشكل ضعيف وتنفيذ عمليات من أجل تدميرها في عدد أقل من التشابكات بجودة أعلى. ومع ذلك ، فإن تحقيق مضاعفات عالية الجودة عالية لا يزال يمثل تحديًا.
تتعامل شركة Walinq في بدء التشغيل الفرنسي مع هذه المشكلة من خلال دمج ذاكرة الكم في ملخصها. يقول الرئيس التنفيذي توم داراس إن السبب وراء عدم الكفاءة في أن التشابك حول المركبات الضوئية غير فعال للغاية هو أن الفوتئين المطلوبان غالبًا ما ينبعثان في أوقات مختلفة ، بحيث “يفوتان” ولا يدعون أنفسهم مدللة. تؤدي إضافة ذاكرة إلى إنشاء مخزن مؤقت يزامن الفوتونات.
يقول داراس: “إذا كان عليك مقابلتهم ، فإنهم يجتمعون بالفعل”. “هذه التقنيات تمكننا من إنشاء تشابك بسرعة كافية بحيث تكون مفيدة للحساب الموزع.”
تحتاج أجهزة الكمبيوتر الكمية المعيارية الوظيفية إلى المزيد من الخطوات
بمجرد ربط العديد من المعالجات ، تم نقل التحدي إلى خوارزميات الكم المستمرة عليها. لهذا السبب ، قام Welinq أيضًا بتطوير مترجم الكم يدعى Araqne ، والذي يحدد كيفية تقسيم خوارزمية على عدة معالجات وفي الوقت نفسه يقلل من جهود الاتصال.
لقد حقق الباحثون في جامعة أكسفورد اختراقًا في هذه الجبهة ، مع أول مظاهرة مقنعة لخوارزمية الكم مقنعة عبر معالجتين مترابطتين. قام الباحثون بعمليات منطقية بين اثنين من Qubits مع أيونات تم صيدها على أجهزة مختلفة. شاركت Qubits في اتصال ضوئي ، وذكرت المعالجات نسخة أساسية للغاية من خوارزمية بحث Grover.
سوف يكتشف آخر قطعة من اللغز كيف يمكن أن تتكيف مخططات تصحيح الخطأ مع هذا المستقبل المعياري الجديد. أظهرت Quantum بدء التشغيل المدربة مؤخرًا أن تصحيح الخطأ الكمومي الموزع ليس ممكنًا فحسب ، ولكنه فعال أيضًا.
يقول كارمن بالاسيوس-بيرراويو ، الرئيس التنفيذي لشركة NU Quantum: “هذه نتيجة كبيرة حقًا ، نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر الكمومية الموزعة والمعيدية هي خيار حقيقي لأول مرة”. “في الماضي لم نكن نعرف كيف سنجعلها متسامحًا إذا كانت فعالة أو ما إذا كانت قابلة للحياة.”
ستظهر هذه المقالة في النسخة المطبوعة في مارس 2025.
من مقالات موقعهم
المقالات ذات الصلة المتعلقة بالويب
