شرکت PsiQuantum قصد دارد بزرگترین مرکز محاسبات کوانتومی مستقر در ایالات متحده را احداث کند. این شرکت امروز اعلام کرد که هدفش این است که در طی ۱۰ سال آینده یک کامپیوتر کوانتومی با ظرفیت ۱ میلیون بیت کوانتومی یا کیوبیت داشته باشد. در حال حاضر، بزرگترین کامپیوترهای کوانتومی حدود ۱۰۰۰ کیوبیت ظرفیت دارند.
کامپیوترهای کوانتومی می توانند طیف گسترده‌ای از وظایف را با سرعت‌های بی‌سابقه انجام دهند. شرکت‌ها از روش‌های مختلفی برای ساخت این سیستم‌ها استفاده می‌کنند و به شدت در تلاش هستند تا آن‌ها را به مقیاس بزرگتری برسانند. به عنوان مثال، گوگل و IBM کیوبیت‌ها را از مواد ابررسانا می‌سازند.
IonQ با به دام انداختن یون‌ها با استفاده از میدان‌های الکترومغناطیسی، کیوبیت‌ها را می‌سازد. PsiQuantum در حال ساخت کیوبیت‌ها از فوتون‌ها است.
یک مزیت بزرگ محاسبات کوانتومی فوتونی نسبت به سیستم‌های ابررسانا، توانایی عمل کردن در دماهای بالاتر است. Pete Shadbolt ، یکی از بنیانگذاران و مدیر علمی PsiQuantum می‌گوید: “فوتون‌ها حرارت را حس نمی‌کنند و تحت تاثیر تداخل الکترومغناطیسی قرار نمی‌گیرند.” این عدم تداخل، آزمایش این فناوری در آزمایشگاه را آسان‌تر و ارزان‌تر می‌کند.
این ویژگی همچنین نیازهای سرمایشی را کاهش می‌دهد. در نتیجه این فناوری از نظر انرژی کارآمدتر می شود و آسان‌تر گسترش می یابد. کامپیوتر PsiQuantum نمی‌تواند در دمای اتاق عمل کند، زیرا نیاز به آشکارسازهای ابررسانا برای مکان یابی فوتون‌ها و انجام تصحیح خطا دارد. این حسگرها نیاز به خنک شدن تا کمی کمتر از ۴۵۰- درجه فارنهایت دارند. در حالی که این یک دمای بسیار سرد است، اما هنوز هم دستیابی به آن آسان‌تر از سیستم‌های ابررسانا است که نیاز به سرمایش برودتی (cryogenic) دارند.
مطالب مرتبط : فشرده سازی LLM با نرم افزار کوانتومی
چالش های ساخت بزرگترین مرکز محاسبات کوانتومی
این شرکت تصمیم گرفته است که کامپیوترهای کوانتومی با مقیاس کوچک (مانند Condor IBM که کمی بیش از ۱۱۰۰ کیوبیت استفاده می‌کند) نسازد. در عوض، هدف آن ساخت و آزمایش سیستمی است که آن را “سیستم‌های میانی” می‌نامد. این شامل تراشه‌ها و آشکارسازهای فوتونی ابررسانا است. شرکت PsiQuantum می‌گوید هدف از ساخت این سیستم‌های بزرگتر این است که دستگاه‌های کوچکتر قادر به تصحیح کافی خطاها نیستند و با قیمتی واقع بینانه عمل نمی‌کنند.
دستیابی به سیستم‌های کوچکتر برای انجام کارهای مفید، یک حوزه پژوهشی فعال بوده است. اما Shadbolt می‌گوید: ” در چند سال گذشته دیده‌ایم که مردم متوجه این موضوع شده‌اند که سیستم‌های کوچک مفید نخواهند بود.” او می‌گوید: ” برای تصحیح کافی خطاهای اجتناب ناپذیر، باید یک سیستم بزرگ با حدود یک میلیون کیوبیت بسازید.”
این روش منابع را حفظ می‌کند زیرا شرکت زمان خود را برای جمع‌آوری سیستم‌های کوچکتر تلف نمی‌کند. اما نادیده گرفتن سیستم های کوچک باعث می‌شود فناوری PsiQuantum ، به سختی با سیستم های کوچک موجود در بازار قابل رقابت باشد.
این شرکت می خواهد سال آینده ساخت یک مرکز مشابه در استرالیا را آغاز کند و امیدوار است تا سال ۲۰۲۷ به طور کامل عملیاتی شود. این مرکز، قرار است یک کامپیوتر کوانتومی بزرگ را در خود جای دهد.
موانع قابل توجهی برای ساخت بزرگترین مرکز محاسبات کوانتومی در پیش است. ساخت زیرساخت‌های این مرکز، به ویژه سیستم خنک کننده، کندترین و پرهزینه ترین قسمت ساخت خواهد بود. هنگامی که مرکز نهایتاً ساخته شود، باید الگوریتم‌های کوانتومی که بر روی کامپیوترها اجرا می‌شوند، بهبود یابند. Shadbolt می‌گوید الگوریتم‌های فعلی بسیار گران و پرمصرف هستند.
پیچیدگی پروژه ساخت ممکن است ترسناک به نظر برسد. Shadbolt می گوید:”این می‌تواند پیچیده ترین سیستم الکترونیکی نوری کوانتومی باشد که انسان‌ها تا به حال ساخته‌اند، و این سخت است. اما این حقیقت که مرکز جدید شبیه یک ابر کامپیوتر یا یک مرکز داده است و ما آن را با استفاده از همان کارخانجات، همان تولیدکنندگان قرارداد و همان مهندسان می‌سازیم، به ما کمک می کند.”
