کامپیوترهای کوانتومی واقعیت دارند؛ اما ساخت و توسعه چنین ماشین‌هایی بسیار سخت است. سخت از این منظر که چند توسعه‌دهنده با تسلط به فیزیک کوانتوم، ریاضیات پیشرفته یا ترکیبی از این دو، باید هم‌زمان کار کنند. اکنون شرکت کانادایی D-waveقصد دارد بر اساس کامپیوترهای کوانتومی که گوگل و ناسا در سال ۲۰۱۳ آزمایش کرده‌اند، امکان دسترسی به رایانش کوانتومی را کمی آسان‌تر و از طریق نرم‌افزار متن باز فراهم کند.
همانطور که می‌دانیم، ذخیره‌سازی اطلاعات در کامپیوترهای امروزی بر اساس بیت است که می‌تواند مقادیر صفر و یک را نشان دهد. محاسبات کوانتومی از ذرات کوانتوم در یک حالت خاص که Superpositionنامیده می‌شود، استفاده می‌کند؛ این ذرات هم‌زمان در دو جهت چرخش می‌کنند.
محققان دریافته‌اند چگونه این ذرات را برای ایجاد کیوبیت به کار گیرند که می‌تواند مقادیر صفر و یک یا هر دو را هم‌زمان اختیار کند. به‌وسیله کیوبیت‌ها، شرکت‌هایی مثل D-wave امیدوارند کامپیوتر‌هایی ارائه دهند که سریع‌تر از کامپیوترهای معمول هستند.
شرکت IBM از یک کامپیوتر کوانتومی در سال ۲۰۰۰ رونمایی کرد و همچنان تلاش دارد این فناوری را بهبود بخشد. گوگل در حال توسعه کامپیوترهای کوانتومی خود است و از سال ۲۰۱۳ برای آزمایش کامپیوترهای D-Wave با ناسا همکاری می‌کند.
شرکت لاکهید مارتینو آزمایشگاه ملی لوس آلاموسدر حال توسعه ماشین‌های D-wave هستند. اما کامپیوترهای کوانتومی هنوز برای اکثر برنامه‌ها در دنیای امروز کاربردی نیستند.
مقالات مرتبط:
کیوبیت‌ها شکننده هستند و به‌آسانی می‌توانند در حالت Superposition ضربه‌پذیر باشند. از طرفی، کامپیوترهای کوانتومی برای برنامه‌های امروزی دشوار و ناسازگارند؛ به خاطر اینکه به دانش تخصصی بسیار بالایی دارند. بو ادوارد رئیس شرکت بین‌المللی D-Wave می‌گوید: «با توجه به ترکیب سخت‌افزاری D-Wave، ما نیاز بیشتری به افراد باهوش در مورد برنامه‌ها و دیگر پلتفرم‌های نرم‌افزاری داریم.» در اینجا است که پلتفرم‌نرم‌افزاری شرکت به نام Qbsolvوارد می‌شود. Qbsolv نرم‌افزاری است که برای کمک به توسعه‌دهندگان برنامه‌های کوانتومی با ماشین D-Wave و بدون نیاز به داشتن هیچ پیش‌زمینه‌ای در مورد فیزیک کوانتوم طراحی شده است. تعداد کمی از شرکای شرکت D-Wave هم‌اکنون از این ابزار استفاده می‌کنند، اما اخیرا شرکت دی-وِیو، Qbsolv را به‌صورت متن باز منتشر کرده است؛ به این ترتیب هر کسی قادر خواهد بود آزادانه نرم‌افزار را به اشتراک بگذارد یا آن را ویرایش کند.
فرد گلاورمی‌گوید: «هر کسی در جامعه‌ی علوم کامپیوتر قابلیت‌های محاسبات کوانتومی را متوجه نمی‌شود.» بولدرریاضی‌دان دانشگاه کلرادو که تحقیقاتش را در مورد Qbsolv انجام می‌دهد، می‌گوید: «Qbsolv ابزار‌ی در اختیار توسعه‌دهنده قرار می‌دهد که تأثیر فیزیکی قابل مشاهده‌ای در نمودار آینده تحولات کوانتومی خواهد داشت.»
کیوبیت‌ها برای همه
Qbsolv برنامه‌ای با جامعه کاربری محدود اما در حال رشد است که منبع عظیمی از ابزار‌های لازم را در اختیار برنامه‌نویسان کوانتومی قرار می‌دهد. سال گذشته اسکات پاکیناز آزمایشگاه ملی لوس آلاموس و یکی از اولین کاربران Qbsolv، یک ابزار دیگر برای آن به نام Qmasmارائه داد که نوشتن کد برای ماشین دی-ویو بدون نگرانی در مورد سخت افزار مورد نیاز برای کامپایل کردن آن را ممکن می‌کند.
مقالات مرتبط:
اِوالدمی‌گوید: «هدف،توسعه اکوسیستم نرم‌افزاریمحاسبات کوانتومی و پرورش یک جامعه از توسعه‌دهندگانی است که برای حل مشکلات محاسبات کوانتومی فعالیت می‌کنند.» در سال‌های اخیر، توسعه نرم‌افزار به شیوه متن باز بهترین روش را برای ساخت جامعه متشکل از توسعه‌دهندگان مستقل و شرکت‌های بزرگ به وجود آورده است. البته برای اجرای نرم‌افزاری که شما با این ابزار تولید خواهید کرد، نیاز به یکی از معدود ماشین‌های دی-ویِو خواهید داشت. اما ازآنجایی‌که ماشین‌های دی-ویو گران هستند، شما می‌توانید شبیه‌ساز دی-ویو را دانلود کنید که به شما اجازه می‌دهد نرم‌افزار تولیدی را آزمایش کنید. بدیهی است که اجرای نرم‌افزار دقیقا شبیه به اجرای آن در ماشین‌های دی-ویو نخواهد بود. در سال گذشته، آی‌بی‌ام سرویسی راه‌اندازی کرد که افراد قادر بودند برنامه‌های خودشان را در کامپیوترهای کوانتومی اجرا کنند. اما نرمافزارهای Qbsolv و Qmasm می‌توانند برای اجرای نرمافزارهای کوانتومی در سخت‌افزارهای دی-ویو مفید واقع شوند.
ماشین‌های دی-ویو رویکردی کاملا متفاوت برای محاسبه نسبت به کامپیوترهای سنتی و حتی نمونه‌های اولیه کامپیوترهای کوانتومی دارند. اکثر کامپیوتر‌ها اعم از گوشی‌های هوشمند می‌توانند برای حل همه نوع مسئله برنامه‌ریزی شوند؛ ولی ماشین‌های دی-ویو برای یک هدف طراحی شدند: حل مسائل بهینه‌سازی!
برای مثال، حل برخی مسائل کلاسیک مانند مسئله «فروشنده دوره‌گرد: محاسبه کوتاه‌ترین مسیر» به‌راحتی توسط دی-ویو حل می‌شود. در روز‌های اولیه، منتقدان از اینکه آیا واقعا دی-ویو دستگاهی با قابلیت محاسبات کوانتومی هست یا خیر، تردید داشتند؛ اما اکنون دریافته‌اند که دی-ویو دارای قابلیت رفتار کوانتومی است.
دانیل لیداریک پژوهشگر دانشگاه کالیفرنیای جنوبی بر این عقیده است : «شکی وجود ندارد که در واقع کوانتوم در کارها تأثیر می‌گذارد و نقش محاسباتی معنی‌داری بازی می‌کند.»
بزرگ‌ترین سؤالی که در این بین وجود دارد این است که آیا کامپیوترهای دی-ویو سریع‌تر از کامپیوترهای عادی هستند و آیا رویکرد منحصربه‌فرد سازندگان این ماشین بهتر از خط مشی شرکت آی‌بی‌ام و دیگر محققان است.
پاکینمی‌گوید: «تیم او به پتانسیل‌های دی-ویو باور دارد، حتی اگر این دستگاه بهبود عملکرد مورد انتظار را در بسیاری از موارد نداشته باشد.» او همچنین توضیح می‌دهد که رایانه‌های شرکت دی-ویو لزوما کارآمد‌ترین پاسخ را به یک مسئله بهینه‌سازی نمی‌دهند. در عوض، این ایده است که به راه‌حل احتمالا خوب منجر می‌شود؛ حتی اگر پاسخ به آن کامل و سریع نباشد.
ماشین‌های دی-ویو برای حل مسائل بهینه‌سازی مفید واقع می‌شوند؛ چرا که این مسائل مستلزم این هستند که سریع حل شوند. این می‌تواند شامل بسیاری از برنامه‌های کاربردی هوش مصنوعی هم باشد.
در حالت ایده‌آل، سخت‌افزار و نرم‌افزار حل مسائل محاسباتی را بهبود خواهند داد؛ اما Qbsolv و Qmsam به سمت حل دقیق آن‌ها می‌روند. در حال حاضر این کار نیازمند نرم‌افزار متن باز است؛ چرا که این پروژه نیازمند جامعه‌ی متن باز است.