پیشرفت‌های چشمگیر در محاسبات کوانتومی
به گزارش گروه آینده پژوهی پردیس هوش مصنوعی و نوآوری دیجیتال ایران، همکاری استراتژیک میان دانشگاه کورنل و شرکت IBM منجر به دو دستاورد بزرگ در زمینه محاسبات کوانتومی شده است که به رفع یکی از بزرگترین چالش‌های این حوزه، یعنی نیاز به رایانه‌های کوانتومی با قابلیت تصحیح خطا، کمک می‌کند. این پیشرفت‌ها، انقلاب کوانتومی را یک گام به واقعیت نزدیک‌تر کرده‌اند.
اولین موفقیت این تیم، پیاده‌سازی مقاوم در برابر خطای گیت‌های کوانتومی جهانی است که به عنوان بلوک‌های سازنده ضروری محاسبات کوانتومی شناخته می‌شوند.
دومین دستاورد، نمایش قدرت یک کامپیوتر کوانتومی توپولوژیک در حل مسائل دشواری است که کامپیوترهای معمولی قادر به مدیریت آن‌ها نیستند.
اهمیت همکاری‌های بین‌المللی
مطالعه سیستم‌های کوانتومی چندپیکره با نظم توپولوژیک (سیستم‌هایی با تعداد زیادی از ذرات کوانتومی در حال تعامل) و کاربردهای آن‌ها در محاسبات کوانتومی، چالش‌های عظیمی را برای محققان کوانتومی ایجاد می‌کند. کیم گفت که توانایی استفاده از منابع، تخصص و بینش دانشمندان از سراسر جهان هم در صنعت و هم در دانشگاه برای تیم آن‌ها، برای دستیابی به این نتایج ضروری بود.
وی اضافه کرد: محققان IBM در درک نظریه حالت توپولوژیک و چگونگی طراحی یک پروتکل برای پیاده‌سازی آن در یک کامپیوتر کوانتومی که آن‌ها فراهم کردند، حیاتی بودند. همکاران دیگر ما با شبیه‌سازی‌های سخت‌افزاری، اتصال نظریه به آزمایش و تعیین استراتژی ما، مشارکت‌های اساسی داشتند.
در مقاله‌ای که در مجله Nature Communications منتشر شد، یک پیشرفت قابل توجه در محاسبات کوانتومی برای نخستین بار توانایی رمزگذاری اطلاعات را با "بافتن" (braiding) ذرات شبه‌ذره‌ای عجیب به نام Fibonacci Anyons در فضای دو بعدی نشان دادند که این امر گامی اساسی به سوی محاسبات کوانتومی توپولوژیک جهانی و مقاوم در برابر خطا محسوب می‌شود. بعد دو بعدی بودن این سیستم، نقش کلیدی در افزایش تحمل خطا در برابر نویزهای محیطی دارد.
محققان با موفقیت پروتکل خود را با حل مسئله دشوار چندجمله‌ای‌های رنگی (که حل آن برای کامپیوترهای کلاسیک در مقیاس بزرگ غیرممکن است) به نمایش گذاشتند و نشان دادند که این روش مقیاس‌پذیر بوده و می‌تواند توسط دیگر محققان نیز تکرار شود، که این خود یک چالش برای جامعه علمی محسوب می‌شود.