محاسبات کوانتومی و تراشه برودتی اینتل

[av_heading heading=’محاسبات کوانتومی و تراشه برودتی اینتل’ tag=’h1′ link_apply=” link=’manually,http://’ link_target=” style=” size=” subheading_active=” subheading_size=’15’ margin=” padding=’10’ color=” custom_font=” custom_class=” admin_preview_bg=” av-desktop-hide=” av-medium-hide=” av-small-hide=” av-mini-hide=” av-medium-font-size-title=” av-small-font-size-title=” av-mini-font-size-title=” av-medium-font-size=” av-small-font-size=” av-mini-font-size=” av_uid=’av-2acq9o’][/av_heading] [av_textblock size=” av-medium-font-size=” av-small-font-size=” av-mini-font-size=” font_color=” color=” id=” custom_class=” template_class=” av_uid=’av-kk8jokmf’ sc_version=’1.0′ admin_preview_bg=”]

تلاش‌های رایانش کوانتومی اینتل در حال رسیدن به نتایج ملموسی است. دو سال پس از اینکه این شرکت برای اولین‌بار از تراشه کنترل برودتی Horse Ridge خود رونمایی کرد، محققان نشان دادند که این فناوری به قول اصلی خود عمل کرده و زمینه را برای عملی‌تر شدن رایانش کوانتومی فراهم می‌کند.

در قالب فعلی، رایانه‌های کوانتومی به‌منظور کنترل بهتر روی کیوبیت های شکننده پردازنده، به تراشه‌های کوانتومی که باید در دمای پایین خنک شوند، وابسته‌اند. به طور معمول، کیوبیت ها با دمای 20 میلی کلوین یا 273- درجه سانتیگراد کار می‌کنند.

اما برای تعامل با کیوبیت ها، چه برای کنترل رفتار آنها یا خوانش وضعیت آنها ، دانشمندان بیولوژیک در محیط دمای اتاق و با ابزارهای دمای اتاق کار می‌کنند و ازآنجاکه کنترل الکترونیک برای عملکرد مناسب در دمای پایین تلاش می‌کند ، هر کیوبیت باید با یک مسیر به ابزارهای مربوطه متصل شود.

گلوگاه مسیرهای ارتباطی

به‌راحتی می‌توان فهمید که چرا این تنظیم ممکن است مشکل‌ساز شود زیرا دانشمندان احتمال مقیاس‌گذاری رایانه‌های کوانتومی را برای میلیون‌ها کیوبیت در نظر می‌گیرند. این مانع به “گلوگاه مسیرهای ارتباطی” (wiring bottleneck) معروف شده است.

به همین دلیل است که چند سال پیش، اینتل با همکاری QuTech – همکاری بین دانشگاه صنعتی دلفت و سازمان تحقیقات علمی کاربردی هلند – روی روش دیگری برای حل این مشکل کار کردند.

در این روش یک تراشه کنترلی جدید طراحی شده است که برای مقاومت در برابر سرما و کارکرد هرچه بیشتر نزدیک به پردازنده کوانتومی طراحی شده است که اینتل برای اولین‌بار در سال 2019 رونمایی کرد. این تراشه Horse Ridge نام‌گذاری شد. نامی که اشاره به سردترین محل در اورگان در ایالت محل آزمایشگاه Intel است.

Horse Ridge  بر اساس فناوری 22 نانومتری FinFET Low Power اینتل ساخته شد و به‌عنوان روشی بالقوه برای ارائه کنترل‌های کلیدی برای عملکرد رایانه کوانتومی برودتی، نزدیک‌تر به خود کیوبیت ها ارائه شد. در این موضوع پیش‌فرض اصلی این بود که، اگر Horse Ridge  بتواند به همان میزان کنترل‌پذیری دمای اتاق برسد. سپس Horse Ridge اصلاح شد و سال گذشته نسل دوم این تراشه به نمایش گذاشته شد.

اما اکنون، برای اولین‌بار، محققان اینتل نشان داده‌اند که این فناوری به‌اندازه معادل‌های مبتنی بر دمای اتاق قادر به کنترل کیوبیت ها است. تیم تحقیقاتی از Horse Ridge برای اجرای یک الگوریتم دو کیوبیتی به نام الگوریتم Deutsch-Jozsa استفاده کردند و دریافتند که تراشه برودتی با وجود محیط سرد، عملکرد خوبی دارد و با همان سطح اطمینان (7/99 درصد) تجهیزات الکترونیکی دمای اتاق به کنترل کیوبیت ها دست‌یافت.

Horse Ridge یک تراشه CMOS مبتنی بر سیلیکون است و با فناوری مشابهی که در ریزپردازنده‌های معمولی استفاده می‌شود ، طراحی شده است. این تراشه برای اطمینان از عملکرد صحیح حتی در دمای برودتی ، تراشه را قادر ساخته است تا به لطف پالس‌های فرکانس رادیویی ، وضعیت کیوبیت ها را کنترل کند.

کیوبیت های Horse Ridge  برخلاف نوع کیوبیت هایی که می‌توان یافت مبتنی بر سیلیکون هستند. محققان به طور فزاینده‌ای تصدیق می‌کنند که ساخت رایانه‌های کوانتومی با تکنیک‌هایی که از نظر ماهیت مشابه رایانه‌های امروزی هستند ، می‌تواند با مزایای زیادی در مورد مقیاس‌پذیری این فناوری همراه باشند.

با ساخت هر دو بخش کیوبیت و تراشه کنترل‌کننده سیلیکونی ، محققان اینتل امیدوارند که روزی بتوان هر دو را به طور کامل در یک قالب یا بسته قرار داد. این امر چالش ارتباطی کوانتوم را بسیار ساده می‌کند و گام‌هایی را برای مقیاس‌پذیری کوانتوم فراهم می‌کند. این نوآوری‌ها راه را برای ادغام کامل تراشه‌های کنترل کوانتوم با پردازنده کوانتومی در آینده فراهم می‌کند و مانع اصلی برای مقیاس کوانتومی برداشته می‌شود.

با این نتایج جدید ، اینتل موقعیتش را در اکوسیستم کوانتومی با تحولات سریع، تقویت می‌کند. درحالی‌که بیشترین تمرکز روی خود کیوبیت ها و بهبود پردازنده‌های کوانتومی است، غول سانتا کلارا ثابت کرده است که در حال اتخاذ روشی متفاوت است و روی توسعه اتصالات و کنترل الکترونیکی که یک پشته کوانتومی ایجاد می‌کند، کار می‌کند.

[/av_textblock] [av_one_full first min_height=” vertical_alignment=” space=” custom_margin=” margin=’0px’ row_boxshadow=” row_boxshadow_color=” row_boxshadow_width=’10’ link=” linktarget=” link_hover=” padding=’0px’ highlight=” highlight_size=” border=” border_color=” radius=’0px’ column_boxshadow=” column_boxshadow_color=” column_boxshadow_width=’10’ background=’bg_color’ background_color=” background_gradient_color1=” background_gradient_color2=” background_gradient_direction=’vertical’ src=” background_position=’top left’ background_repeat=’no-repeat’ animation=” mobile_breaking=” mobile_display=” av_uid=’av-kw5bhw’] [av_hr class=’custom’ height=’50’ shadow=’no-shadow’ position=’center’ custom_border=’av-border-thin’ custom_width=’50px’ custom_border_color=” custom_margin_top=’30px’ custom_margin_bottom=’30px’ icon_select=’yes’ custom_icon_color=’#7bb0e7′ icon=’ue857′ font=’entypo-fontello’ av_uid=’av-kk8jxbw4′ custom_class=” admin_preview_bg=”] [av_icon_box position=’top’ icon_style=” boxed=” icon=’ue81f’ font=’entypo-fontello’ title=” link=” linktarget=” linkelement=” font_color=” custom_title=” custom_content=” color=” custom_bg=” custom_font=” custom_border=” av-medium-font-size-title=” av-small-font-size-title=” av-mini-font-size-title=” av-medium-font-size=” av-small-font-size=” av-mini-font-size=” av_uid=’av-kk8jy12r’ custom_class=” admin_preview_bg=”]

بیشتر بدانید

[/av_icon_box] [av_postslider link=’category,53,2165′ wc_prod_visible=” prod_order_by=” prod_order=” columns=’3′ items=’6′ offset=’0′ contents=’title’ preview_mode=’auto’ image_size=’portfolio’ autoplay=’no’ interval=’5′ av_uid=’av-ne899o’ custom_class=”] [av_hr class=’default’ height=’50’ shadow=’no-shadow’ position=’center’ custom_border=’av-border-thin’ custom_width=’50px’ custom_border_color=” custom_margin_top=’30px’ custom_margin_bottom=’30px’ icon_select=’yes’ custom_icon_color=” icon=’ue808′ av-desktop-hide=” av-medium-hide=” av-small-hide=” av-mini-hide=” av_uid=’av-rq7rtg’] [av_social_share title=’اشتراک این مطلب’ style=’minimal’ buttons=’custom’ share_twitter=’aviaTBshare_twitter’ share_linkedin=’aviaTBshare_linkedin’ share_mail=’aviaTBshare_mail’ av_uid=’av-k4b6xs3w’ custom_class=” admin_preview_bg=”] [/av_one_full]