به گزارش مدیاتی:آزمایشگاه کوانتومی گوگل جایی است که مرزهای توان محاسباتی بشر جابهجا میشود؛ مکانی که قدرتمندترین کامپیوتر جهان در آن شکل گرفته و آینده فناوری، اقتصاد و امنیت جهانی را تحتتأثیر قرار میدهد.
تلاشهای جدی گوگل برای ساخت کامپیوتر کوانتومی عملی؛ Willow در کانون توجه
دستگاهی شبیه یک لوستر طلاییرنگ که سردترین نقطه شناختهشده جهان را در دل خود جای داده است. این سازه فقط قدرتمندترین رایانهای نیست که بشر ساخته؛ بلکه میتواند آینده امنیت مالی، بیتکوین، اسرار دولتی، اقتصاد جهانی و بسیاری حوزههای دیگر را دگرگون کند.
رایانش کوانتومی همان کلیدی است که مشخص خواهد کرد در ادامه قرن بیستویکم، کدام کشورها و شرکتها برنده این رقابت تاریخی خواهند بود و کدامها از میدان خارج میشوند.
در یکی از تأسیسات گوگل در سانتا باربارای کالیفرنیا، تراشهای با نام «ویلو» (Willow) در دل سیستمی قرار گرفته که حدود یک متر بالاتر از سطح زمین معلق است. برخلاف تصور عمومی، این دستگاه هیچ شباهتی به رایانههای معمولی ندارد؛ نه صفحهنمایشی دیده میشود، نه صفحهکلید یا ابزارهای آیندهنگرانهای مانند هدستهای هولوگرافیک یا تراشههای خوانش ذهن.
ویلو ساختاری به اندازه یک بشکه نفت دارد؛ مجموعهای از دیسکهای دایرهای که با صدها کابل کنترلی سیاهرنگ به هم متصل شدهاند و همگی به درون یخچالی برنزیرنگ مملو از هلیوم مایع فرو میروند. این سامانه، ریزتراشه کوانتومی را در دمایی تنها یکهزارم درجه بالاتر از صفر مطلق نگه میدارد.
ظاهر فلزی و پر از سیمپیچ این دستگاه، حالوهوایی نوستالژیک و یادآور دهه ۱۹۸۰ دارد؛ اما اگر وعدههای رایانش کوانتومی به واقعیت بپیوندند، همین سازه شبیه عروس دریایی میتواند جهان را از بنیان متحول کند.
در دل آزمایشگاه کوانتومی گوگل
این گزارش حاصل بازدید خبرنگار BBC از آزمایشگاه رایانش کوانتومی گوگل است؛ جایی که او با «هارتموت نوِن» (Hartmut Neven)، رئیس بخش Quantum AI گوگل، دیدار کرده است.
نوِن شخصیتی منحصربهفرد دارد؛ ترکیبی از نابغهای فناور و شیفته موسیقی تکنو. پوشش و استایلش بیشتر به کسی میماند که تازه از فستیوال برنینگمن برگشته و مستقیم با اسنوبورد وارد آزمایشگاه شده است؛ فستیوالی که او حتی برایش آثار هنری طراحی میکند.
ماموریت نوِن، تبدیل فیزیک نظری به رایانههای کوانتومی کاربردی است؛ سیستمهایی که بتوانند «مسائلی را حل کنند که با هیچ روش دیگری قابل حل نیستند». او با لبخندی میپذیرد که شاید دیدگاهش جانبدارانه باشد، اما معتقد است این «لوسترهای کوانتومی» بهترین عملکرد جهان را دارند.
معبدی محرمانه برای علم پیشرفته
بخش قابل توجهی از گفتوگوی BBC به چیزهایی اختصاص دارد که اجازه تصویربرداری از آنها داده نشده است. این فناوری بهشدت محرمانه بوده و تحت کنترلهای سختگیرانه صادراتی قرار دارد؛ چراکه در قلب رقابتی قرار گرفته که برتری اقتصادی و تجاری آینده را رقم میزند. حتی کوچکترین مزیت—از طراحی قطعات تا جایگاه در زنجیره تأمین جهانی—میتواند به اهرم قدرت بدل شود.
بااینحال، فضای آزمایشگاه حالوهوایی کاملاً کالیفرنیایی دارد. هر رایانه کوانتومی نامی منحصربهفرد دارد؛ از Yakushima گرفته تا Mendocino. هر سیستم در دل یک اثر هنری معاصر جا گرفته و دیوارها با نقاشیهای گرافیتی تزئین شدهاند که زیر نور آفتاب زمستانی میدرخشند.
نوِن تراشه جدید ویلو را نشان میدهد؛ تراشهای که به گفته او دو نقطه عطف مهم را رقم زده است. نخست اینکه به بحثی قدیمی پایان داده: آیا رایانههای کوانتومی واقعاً میتوانند کارهایی انجام دهند که از توان رایانههای کلاسیک خارج است یا نه.
ویلو توانسته یک مسئله معیار را در عرض چند دقیقه حل کند؛ مسئلهای که حل آن با قدرتمندترین رایانههای امروزی حدود ۱۰ سپتیلیون سال زمان میبرد—عددی با ۲۵ صفر که حتی از عمر کل جهان هم فراتر میرود.
این دستاورد نظری حالا در الگوریتمی به نام Quantum Echoes به کار گرفته شده است؛ الگوریتمی که اجرای آن برای رایانههای معمولی غیرممکن است و با تکیه بر همان فناوری مورد استفاده در دستگاههای MRI، به درک بهتر ساختار مولکولها کمک میکند.
وعدههای یک انقلاب فناورانه
نوِن با شور فراوان از کاربردهای احتمالی ویلو سخن میگوید؛ کاربردهایی که به باور او میتوانند بسیاری از چالشهای امروز بشر را حل کنند.
او میگوید: «رایانههای کوانتومی به ما کمک میکنند داروها را کارآمدتر کشف کنیم، تولید غذا را بهینه کنیم، انرژی را تولید، منتقل و ذخیره کنیم و در نهایت با تغییرات اقلیمی و گرسنگی مقابله نماییم.»
به گفته او، این فناوری امکان درک عمیقتر طبیعت را فراهم میکند و به انسان اجازه میدهد از رازهای آن برای ساخت فناوریهایی بهره بگیرد که زندگی را برای همگان بهتر میکنند.
برخی پژوهشگران حتی معتقدند هوش مصنوعی واقعی، تنها با اتکا به رایانش کوانتومی بهطور کامل محقق خواهد شد. جالب اینکه برخی اعضای تیم این آزمایشگاه، بهتازگی بهدلیل پژوهشهای اولیه درباره «کیوبیتهای ابررسانا» موفق به دریافت جایزه نوبل شدهاند.
ویلو دارای ۱۰۵ کیوبیت است. در مقابل، تلاشهای کوانتومی مایکروسافت فعلاً به ۸ کیوبیت رسیده، هرچند از رویکردی متفاوت بهره میبرد. هدف نهایی رقابت جهانی، دستیابی به یک میلیون کیوبیت است؛ سیستمی در مقیاس کاربردی که بتواند محاسبات پیچیده شیمی کوانتومی و طراحی دارو را بدون خطا انجام دهد. بااینحال، این فناوری هنوز بسیار شکننده است.
پروفسور سر «پیتر نایت»، رئیس هیئت مشاوره راهبردی برنامه ملی فناوری کوانتومی بریتانیا، میگوید ویلو مرزهای تازهای را جابهجا کرده است. به گفته او، همه این ماشینها هنوز با خطا همراهاند، اما ویلو نخستین سیستمی است که نشان داده میتوان با چرخههای تکرارشونده، خطاها را تصحیح و عملکرد را بهبود داد.
او معتقد است این پیشرفت میتواند زمان رسیدن به سامانهای با توان اجرای یک تریلیون عملیات دقیق را به هفت یا هشت سال آینده کاهش دهد؛ نه دو دههای که پیشتر تصور میشد.
اگر ربع نخست این قرن با اینترنت و سپس هوش مصنوعی تعریف شد، ۲۵ سال آینده بهاحتمال زیاد آغاز عصر کوانتوم خواهد بود.
رقابت جهانی و آیندهای ناشناخته
رایانش کوانتومی تنها یک پیشرفت علمی نیست؛ بلکه میدان رقابتی ژئوپولیتیک است. چین با اختصاص حدود ۱۵ میلیارد دلار به این حوزه و تمرکز دولتی بر پژوهشهای کوانتومی، رویکردی متفاوت از غرب در پیش گرفته است. این کشور اکنون بیشترین تعداد مقالات علمی کوانتومی را منتشر میکند و تمرکز ویژهای بر ارتباطات کوانتومی و ماهوارهها دارد.
در این میان، نگرانیهایی جدی درباره امنیت دادهها نیز مطرح است. توان بالقوه رمزگشایی همهچیز—از اسرار دولتی گرفته تا بیتکوین—باعث شده کارشناسان هشدار دهند که حتی زیرساختهای رمزارزی نیز باید بازطراحی شوند.
در آزمایشگاه ویلو، اما پرسشها حتی فراتر میروند. نوِن سال گذشته مطرح کرد که توان خارقالعاده این سیستم شاید با نظریه «جهانهای موازی» همخوانی داشته باشد؛ دیدگاهی که میگوید رایانههای کوانتومی ممکن است بهطور همزمان به واقعیتهای موازی دسترسی پیدا کنند. هرچند این نظریه هنوز مورد اجماع دانشمندان نیست، اما به گفته نوِن، ویلو دستکم نشان میدهد که باید این ایده را جدی گرفت.
اینجا، لبه تیز علم و فناوری است؛ جایی که دانش، قدرت و اقتصاد به هم گره میخورند. آنچه زمانی شبیه داستانهای علمیتخیلی بود، اکنون با سرعتی خیرهکننده در حال تبدیلشدن به واقعیتی اقتصادی و ژئوپولیتیک است.
