مایکروسافت یک قدم به تولید کامپیوتر کوانتومی نزدیک‌تر شده است

افراد کمی می‎توانند ادعا کنند که جزئیات مربوط به محاسبه کوانتوم را می‎دانند. کاری که شرکت مایکروسافت انجام داده تمرکز بر جنبه جدیدی از نحوه عملکرد محاسبات کوانتومی است و این قضیه ممکن است به اهالی ردموندی اجازه دهد تا با رقبایی مانند گوگل، IBM و دیگر دست‎ اندرکاران این حوزه رقابت کنند.

مایکروسافت محاسبات کوانتومی را طوری بکار گرفته که سیستم طراحی شده‌اش مبتنی بر پیشرفت‎های به دست آمده در توپولوژی باشد. مایکل فریدمن (Michael Freedman) مسئول تدوین تئوری های این سیستم به همراه تیم خود در سال ۱۹۹۷ به بخش تحقیقات شرکت مایکروسافت پیوسته است.

تاد هولمدال (Todd Holmdahl) قائم‎مقام بخش تحقیقات کوانتوم شرکت مایکروسافت اعلام کرد: «محاسبات توپولوژیک در این سیستم دقت بالایی را در اختیار کاربران قرار می دهد. اگر به رقبای خود خوب نگاه کنیم، متوجه می شویم که برخی از آن‎ها دقت ۹۹٫۹ درصد را نیز در این زمینه تجربه می کنند. اما ما می‎توانیم به دقتی هزار یا ۱۰ هزار برابر آن دست یابیم. این به معنای یک کیوبیت (qubit) منطقی است. در نتیجه قدر خواهیم بود آن را بالقوه آن با دقت بی سابقه ۱۰ کیوبیت فیزیکی به اجرا بگذاریم».

کاری که این تیم انجام داده استفاده از تئوری‎های فریدمن در اصلاح خطا است؛ موضوعی که در محاسبات کوانتوم در سطح فیزیکی اهمیت بسزایی دارد. در واقع درک کیوبیت‎های توپولوژیک بسیار سخت بوده اما توزیع آن‎ها از کیوبیت‎های کلاسیک مشکل‎تر است (در محاسبات کوانتوم، حتی در پایین‎ترین دماهایی که در حال حاضر امکان رسیدن به آن است، همواره این نیاز احساس می شود که اندکی نویز که حالت سیستم را آشفته می‎کند، در نظر گرفته شود).

مایکروسافت محاسبات کوانتومی خود را در آزمایشگاهی واقع در سانتا باربارا تحت عنوان Station Q انجام می دهد و هولمدال در این خصوص گفته است: اعضای تیم درگیر در این پروژه به نسبت گذشته سه برابر شده است و هدف، ساخت یک کامپیوتر تجاری کوانتومی است. اینکه خود مایکروسافت قصد فروش این دستگاه را دارد یا از طریق سرویس ابری Azure آن را در اختیار کاربران قرار می دهد یا خیر هنوز مشخص نیست.

هولمدال در ادامه توضیحاتش گفت: «مایکروسافت هنوز موفق به ساخت مدل تجاری این سیستم نشده است ولی طبیعی‎ترین مکان برای یک کامپیوتر کوانتومی فضای ابری خواهد بود. به هرحال، هر کامپیوتر کوانتومی برای اینکه کنترل شود نیاز به یک کامپیوتر معمولی دارد و کاربر در دیتاسنتر می‎تواند یک کامپیوتر کوانتومی را به عنوان یک واحد پردازش کمکی به یک دستگاه معمولی متصل کند.

گرچه هنوز با عملی شدن این طرح‎ها فاصله داریم، اما کاری که به‌زودی برنامه‎نویسان قادر به انجام آن خواهند بود، استفاده از شبیه‎ساز مایکروسافت بر روی دستگاه‎هایشان است (که البته این دستگاه‎ها باید قدرت لازم را داشته باشند).

مایکروسافت تصمیم گرفته چنین شبیه‎سازی را عرضه نکند. علاوه بر این، مایکروسافت یک زبان برنامه‎نویسی جدید برای نوشتن اپلیکیشن‎های کوانتوم نیز نوشته است. گفته می شود هدف مایکروسافت ارائه یک راه حل کاملا جامع به منظور کنترل کامپیوتر کوانتومی و نوشتن اپلیکیشن‎ها برای آن است.

طرفی زبان برنامه‎نویسی این کامپیوترها جزئیات مهم خود را از زبان‎های C#, F#, Python و دیگر زبان‎ها می‎گیرد، اما قابلیت‎های جدید برای دسترسی به ویژگی‎های یک کامپیوتر کوانتومی باید به آن اضافه شود. این شبیه‎ساز به توسعه‎دهندگان اجازه خواهد داد تا متوجه شوند آیا الگوریتم‎های آن‎ها واقعا قابل اجرا بر روی یک کامپیوتر کوانتومی است یا خیر. البته مشکلاتی هم در ابتدای کار ممکن است وجود داشته باشد که هولمدال در این زمینه تاکید کرد: «شروع فعالیت در این زمینه نباید با یادگیری یک FPGA تفاوت چندانی داشته باشد».

وی همچنین عنوان کرده است: «به اعتقاد من اگر پیش‎زمینه علمی خوبی در زمینه کامپیوتر دارید، این دلتا از آنچه فکر می‎کنید، کوچکتر است».

به نظر می رسد تا انتهای امسال تمامی این ابزارهای نرم‎افزاری در دسترس برنامه نویسان قرار گیرد، اما نمی‌توان انتظار متن باز بودن آن‎ها را داشت.