احتمال عرضه کامپیوترهای کوانتومی IBM و گوگل تا خاتمه دهه جاری وجود دارد
شرکت IBM نقشه‌راه تازه‌ای را به اشتراک گذاشته که نشان‌دهنده موفقیت‌های قابل توجه این شرکت در عبور از چالش‌های کلیدی در زمینه توسعه کامپیوترهای کوانتومی است. در همین حال، گوگل نیز بر این باور است که دستیابی به سیستم‌های مقیاس‌پذیر با این فناوری، دیگر دور از دسترس نخواهد بود.
در حال حاضر، دستیابی به سطح مقیاس‌پذیری در محاسبات کوانتومی که مدت‌ها هدفی غیرقابل دسترس به شمار می‌رفت، به‌طرز چشمگیری نزدیک‌تر از قبل به واقعیت تبدیل شده است؛ زیرا شرکت‌های پیشتاز در حوزه فناوری، برنامه‌های جدیدی برای ساخت ماشین‌های مقیاس‌پذیر معرفی کرده‌اند. نقشه‌راه جدید IBM و فعالیت‌های موازی گوگل در این زمینه، بستر را برای ورود به مهم‌ترین دوره این صنعت مهیا کرده است.
IBM و گوگل در مسیر توسعه کامپیوترهای کوانتومی مقیاس‌پذیر هستند
«جی گامبتا»، مسئول بخش کوانتومی IBM، در گفت‌وگو با فایننشال تایمز در مورد دستیابی به کامپیوترهای کوانتومی عنوان کرد: «دیگر این فقط یک خیال نیست. من واقعاً باور دارم که ما توانسته‌ایم راز این فناوری را کشف کنیم و تا پایان این دهه قادر خواهیم بود این دستگاه‌ها را تولید کنیم.»
با وجود پیشرفت‌های اخیر، این مسیر همچنان با موانع جدی مواجه است. حتی پس از اینکه پژوهشگران مسائل بنیادین فیزیکی را حل کرده‌اند، تولیدکنندگان با چالش‌های مهندسی بزرگی روبه‌رو هستند. «اسکار پینتر»، مدیر توسعه سخت‌افزار کوانتومی در Amazon Web Services، تأکید کرده است که ساخت یک کامپیوتر کوانتومی عملی نیازمند تلاش‌های مهندسی فراوانی است و ممکن است ۱۵ تا ۳۰ سال دیگر زمان لازم داشته باشد.
در حال حاضر، تولیدکنندگان در تلاشند تا کیوبیت‌هایی با اطمینان و کارآیی بیشتری طراحی کنند که نیازمند پیشرفت‌های مداوم در زمینه علم مواد و تولید است. به عنوان مثال، گوگل در نظر دارد هزینه تولید قطعات را به میزان ۱۰ برابر کاهش دهد و هزینه کل تولید یک کامپیوتر کوانتومی مقیاس کامل را حدود ۱ میلیارد دلار برآورد می‌کند.
یکی از ارکان اساسی مقیاس‌پذیری «تصحیح خطای کوانتومی» است که به سیستم‌ها اجازه می‌دهد تا نقص‌ها و خطاهای کیوبیت‌ها را مدیریت کنند. با تقسیم داده‌ها میان چندین کیوبیت، مکانیزم تصحیح خطا به ایجاد افزونگی کمک می‌کند تا در برابر عملیات‌های نا موفق ایستادگی کند. اما «جولیان کلی»، رئیس بخش سخت‌افزار گوگل Quantum AI، هشدار داده است که اگر به سرعت به گسترش مقیاس این سیستم‌ها بپردازیم، ممکن است منابع هدر برود و خروجی‌های با نویز بالا تولید شود و بدون نتیجه‌ای کاربردی، تلاش‌های مهندسی زیادی صرف شود.
گوگل تراشه‌ای کوانتومی را معرفی کرده که قادر است تصحیح خطا را در مقیاسی در حال افزایش انجام دهد. این تراشه از تکنیک «کد سطحی» (Surface Code) بهره می‌برد که در آن هر کیوبیت به همسایگان خود در یک شبکه دوبعدی متصل است. برای دستیابی به محاسبات معنادار با این ساختار، به بیش از یک میلیون کیوبیت نیاز خواهد بود.
در مقابل، IBM از روشی با نام «کدهای بررسی توازن با چگالی پایین» استفاده می‌کند که می‌تواند نیاز به کیوبیت‌ها را تقریباً تا ۹۰ درصد کاهش دهد، اما به ارتباطات پیچیده با فواصل طولانی وابسته است.
شرکت‌هایی نظیر آمازون و مایکروسافت نیز در حال مطالعه حالت‌های غیرمعمول ماده به منظور دستیابی به کیوبیت‌های با ثبات‌تر هستند. مایکروسافت اخیراً با معرفی تراشه کوانتومی Majorana 1 که اطلاعات را در بازه جدیدی از ماده ذخیره می‌کند، توجهات زیادی را جلب کرد.
