پیشرفت چشمگیر IBM در فناوری محاسبات کوانتومی: اتصال دو ماژول کریوژنیک
IBM دو ماژول کریوژنیک را به یک محیط واحد متصل کرد
IBM موفق شده است دو ماژول کریوژنیک جعبهای شکل را در یک محیط واحد ترکیب کند و آنها را به دمای کمتر از ۱۵ میلیکلوین خنک کند؛ دمایی که به نزدیکترین حد ممکن به صفر مطلق میرسد. این ماژولها از طریق یک تونل محافظتشده حرارتی که کابلهای کوانتومی بین سلولها را حمل میکند، به یکدیگر متصل شدهاند.
فناوری خنککننده: یخچال رقیقکننده
این دستاورد بر پایه فناوری خنککننده یخچال رقیقکننده بنا شده است؛ اما آنچه جدید است، طراحی محفظهای است که تا ۱۲ برابر فضای سیمکشی بیشتری را فراهم میکند و امکان قرارگیری ماژولها در کنار یکدیگر با اتصالات کوتاهتر را فراهم میآورد.
برنامههای آینده IBM
IBM قصد دارد در ادامه سال جاری تراشههای Nighthawk را نصب کند و طبق نقشه راه خود، تا سال ۲۰۲۷ به ۱۰۰۰ کیوبیت قابل برنامهریزی دست یابد و تا سال ۲۰۲۹ به تحمل خطا در ماشینهای کوانتومی برسد.
جزئیات بیشتر درباره دستاورد جدید IBM
دمایی پایینتر از فضای عمیق
IBM اعلام کرده است که دمای سیستم کریوژنیک جدید، ۱۸۰ برابر سردتر از فضای عمیق است. این تنها بخشی از اعلامیهای است که گامی بزرگ در پیشرفت محاسبات کوانتومی محسوب میشود.
داستانی فراتر از دما
کیوبیتهای ابررسانا نیاز دارند در دمایی نزدیک به صفر مطلق، یعنی تنها چند هزارم درجه بالاتر از آن، قرار بگیرند. یخچال رقیقکننده این شرایط را فراهم میکند. تا به امروز، IBM این کیوبیتها را درون کرایواستاتهای استوانهای بلند قرار داده بود که هر پردازنده در یک محفظه جداگانه جای داشت.
اما در دستاورد جدید، IBM به جای جایگزینی یخچال، طراحی محفظه را تغییر داده است. این سلولهای کریوژنیک جدید جعبهای شکل هستند و از پنلها و قابهای آلومینیومی جامد ساخته شدهاند. اندازه آنها تقریباً سه برابر یک یخچال آشپزخانه است.
مزیت شکل مستطیلی
شکل مستطیلی این سلولها یک مزیت بزرگ دارد: آنها میتوانند در یک ردیف فشرده قرار گیرند، برخلاف سلولهای استوانهای که باید فاصلهدار باشند. همچنین، بازشوهایی در دیوارههای کناری این سلولها وجود دارد که اجازه میدهد کابلهای کوانتومی از یک سلول به سلول دیگر عبور کنند. این کابلها با چندین لایه محافظ حرارتی پوشانده شدهاند تا آنچه IBM به عنوان تونل کریوژنیک محافظتشده مینامد، شکل گیرد. این تونل دمای لینک بین پردازندهها را در سطح عملیاتی نگه میدارد و از گرم شدن سیگنالها جلوگیری میکند.
فضای بیشتر برای سیمکشی
IBM موفق شده است دو سلول خنککننده مستقل را به عنوان یک محیط دمای پایین واحد اجرا کند. هر سلول اکنون ۰.۵۳ متر مربع فضای سیمکشی و ۲.۷۵ متر مکعب حجم محفظه خلاء ارائه میدهد. این مقدار تا ۱۲ برابر بیشتر از سیستمهای رایج IBM است و محدودیتی که به طور مخفیانه باعث کاهش عملکرد کامپیوترهای کوانتومی ابررسانا میشد را برطرف میکند.
چرا این دستاورد مهم است؟
هدفی فراتر از تعداد کیوبیتها
دستاورد جدید IBM نه تنها مقیاسپذیری بیشتری نسبت به روشهای قبلی دارد، بلکه هدف آن چیزی فراتر از افزایش تعداد کیوبیتها است. پردازنده Condor IBM در دسامبر ۲۰۲۳ به ۱۰۰۰ کیوبیت فیزیکی در یک تراشه واحد دست یافت؛ اما دستاورد جدید به دنبال ایجاد کیوبیتهای قابل برنامهریزی برای محاسبات است که بتوانند در پردازندههای متصل به یکدیگر اجرا شوند.
چالش کیوبیتهای قابل برنامهریزی
هدف IBM تا سال ۲۰۲۷ این است که کیوبیتهایی را ارائه دهد که بتوانند به طور واقعی آدرسدهی شده و محاسباتی انجام دهند، آن هم در پردازندههای چندگانه متصل به یکدیگر. این کار بسیار دشوارتر از صرفاً افزایش تعداد کیوبیتها است.
نقشه راه IBM
نقشه راه IBM که هدف آن ایجاد یک ماشین کوانتومی تحمل خطا تا سال ۲۰۲۹ است، چالش بزرگی محسوب میشود؛ اما این شرکت که در خط مقدم تحقیقات محاسبات کوانتومی قرار دارد، توانسته است با معرفی یک محفظه خنککننده پیشرفته، گامی بلند در این مسیر بردارد.
نتیجهگیری
این دستاورد IBM نشاندهنده پیشرفت چشمگیر در فناوری محاسبات کوانتومی است و میتواند راه را برای سیستمهای کوانتومی مقیاسپذیر و قابل اعتماد هموار کند. آینده محاسبات کوانتومی با تلاشهای IBM روشنتر از همیشه به نظر میرسد.
📌 منبع: TechRadar | 📅 1405/06/03
