واضح آرشیو وب فارسی:ماهنامه شبکه: در طول دو سال گذشته، تیمی متشکل از متخصصان هوش مصنوعی و فعال در زمینه کوانتوم در شرکت گوگل تحقیقات مفصلی در ارتباط با فیزیک کوانتوم انجام دادند. ماحصل تحقیقات این گروه دستمایه ساخت یک نمونه مفهومی برای حل مشکلات و برنامه ریزی هایی شد که بر پایه رایانش کوانتومی کار می کرد. گوگل سعی کرد برای اثبات قدرت این مدل از پردازش ها مسائلی را طراحی کند تا مزیت رایانش کوانتومی در حل بهینه مشکلات سخت را نشان دهد. در ماه می گوگل اعلام کرد با همکاری ناسا و انجمن پژوهش فضایی دانشگاه URSA در حال ساخت آزمایشگاه هوش مصنوعی کواجبعه سیاه در قلب ابرمحاسبات پیشرفته ناسا در سیلیکون ولی نشست. این جعبه سیاه حجم بسیار کمی اشغال کرده، به طوری که اندازه آن از یک کامپیوتر معمولی کوچک تر است. اما درونش دنیایی از اتفاقات در جریان است. این جعبه سیاه یک کامپیوتر کوانتومی D-Wave 2X است. یکی از پیشرفته ترین نمونه هایی که در سال های اخیر بر اساس مکانیک کوانتوم طراحی شده و به لحاظ تئوری مشکلات پیچیده را به جای چند سال در چند ثانیه حل می کند. مطلب پیشنهادی: آی بی ام به محاسبات کوانتومی واقعی نزدیک تر می شود کامپیوترهای کوانتومی بر اساس اصول متفاوتی که کامپیوترهای امروزی بر پایه آن ها کار می کنند و در آن هر بیت توانایی نگه داری یک مقدار صفر یا یک را دارد رفتار می کنند. در محاسبات کوانتوم هر بیت توانایی نگه داری هر دو مقدار صفر یا یک را به طور همزمان دارد. به طوری که در یک لحظه توانایی نشان دادن هشت حالت ممکن (2^3) را دارد. این بدان معناست که محاسبات به لحاظ نظری با سرعت بسیار بالایی انجام می شوند. البته لازم به توضیح است این تحقیقات هنوز در مرحله ابتدایی قرار دارند و استفاده تجاری از آن ها ممکن است یک دهه به طول بیانجامد. اما یک تیم از مهندسان گوگل و ناسا روز پنج شنبه اعلام کردند، کامپیوتر 2x D-wave این توانایی را دارد تا مسائل را به شیوه بهینه سازی شده ای حل کند. به طوری که نزدیک به 100 میلیون بار سریع تر از کامپیوترهای متعارف امروزی است که بر پایه یک هسته کار می کنند. به عبارت دیگر کاری که یک ماشین D-wave آن را در یک ثانیه انجام می دهد، یک کامپیوتر امروزی همان وظیفه را با استفاده از یک هسته در 10 هزار سال انجام می دهد. اما به نظر می رسد در میان شرکت های بزرگ فناوری، گوگل اطمینان کاملی به قابلیت های فنی کامپیوتر کوانتومی D-Wave 2X دارد. ماشین D-Wave 2X ملموس ترین شکل رایانش کوانتومی را در اختیار ما قرار می دهد. ماشینی که محاسباتش بر مبنای بیت های کوانتومی یا کیوبیت ها قرار دارد. هر بیت کوانتومی به جای آن که به شیوه سنتی تنها با صفر و یک کار کند این توانایی را دارد تا به طور همزمان مقادیر صفر، یک یا هر دو حالت را نگه داری کند. کیوبیت ها این توانایی را دارند تا در وضعیت و مکان های مختلفی قرار بگیرند. در محاسبات کوانتومی، یک کیوبیت یا کوانتوم بیت، واحد پایه ای پردازش کوانتومی و رمزنگاری کوانتومی بوده و مشابه بیت (صفر و یک) در کامپیوترهای کلاسیک است. کیوبیت کوچک ترین واحد ذخیره سازی اطلاعات در واحد کوانتوم است. در یک سیستم کلاسیک، هر بیت در یک لحظه تنها توانایی نگه داری یکی از مقادیر صفر یا یک را دارد. اما قوانین مکانیک کوانتومی به کیوبیت اجازه می دهند در همان حال، حالتی را برابر با برهم نهی در دو حالت اصلی اختیار کند، همین موضع باعث می شود، پردازش های کوانتومی از قدرت ویژه ای برخوردار شوند. به عبارت دیگر، یک کیوبیت هم ممکن است در حالت های صفر و یک قرار داشته و هم می تواند در ترکیبی از این دو حالت قرار بگیرد. یک کامپیوتر کوانتومی این توانایی را دارد تا از مجموعه ای از کیوبیت ها پشتیبانی کند. ( در مورد D-Wave 2X پردازنده بر مبنای یک تراشه 2048 کیوبیتی رفتار می کند. اما تنها نیمی از کیوبیت های آن فعال هستند، اما این احتمال وجود دارد که در آینده این بیت ها فعال شوند.) یک کیوبیت واحدی برای نشان دادن یک مقدار صفر، یک مقدار یک؛ یا هر انطباق کوانتومی از این دو حالت است. انطباق کوانتومی که در اصلاح رایج آن را برهم نهی کوانتومی می نامند بر پایه معادله شرودینگر قرار دارد. به این معنی که ما می توانیم با جمع هر حالت دلخواه از حالت های خالص دوباره به یک جواب حالت خالص دیگر دسترسی پیدا کنیم. این جواب ها عمود برهم خواهند بود و این جواب خود یک جواب معادله شرودینگر است که به آن برهم نهی کوانتومی می گویند. در تصویر زیر تراشه Vesuvius که در قلب سیستم D-wave 2x قرار گرفته است را مشاهده می کنید. تراشه ای که اکنون در سیلیکون ولی و در قلب ابرمحاسبات ناسا قرار گرفته است. در دو آزمایشی که توسط آزمایشگاه هوش مصنوعی کوانتومی گوگل انجام شده است، این شرکت اعلام داشته، ماشین D-Wave به مراتب سریع تر از یک تراشه مورد استفاده در کامپیوترهای کلاسیک داده ها را پردازش کرده است. هارتمات نوین مدیر بخش مهندسی گوگل درباره نتایج به دست آمده از این آزمایش گفته است: «ما در آزمایش ها مشاهده کردیم مدل بازپخت کوانتومی (quantum annealing) بر روی مسئله ای با 1000 متغیر باینری نسبت به مدل کلاسیکی که بر مبنای الگوریتم تبرید شبیه سازی رفتار می کند، به طرز قابل توجهی سریع تر است. به طوری که 10^8 مرتبه سریع تر از شبیه سازی تبریدی روی یک هسته مجزا رفتار می کند. ما همچنین سخت افزار کوانتومی را با الگوریتم دیگری به نام Quantum Monte Carlo مقایسه کردیم. الگوریتمی که با هدف شبیه سازی رفتارهای کوانتومی مورد استفاده قرار گرفته با این تفاوت که روی پردازنده های عادی اجرا می شود. در نمونه فوق نیز کامپیوتر کوانتومی از سرعت بسیار بالایی برخوردار بوده است.» شاید برای بسیاری این پیش آمد یک رویداد ساده باشد، اما در مقابل برای شرکت های بزرگ یک خبر بسیار هیجان برانگیز است. به طوری که کامپیوترهای کوانتومی D-wave به شرکت هایی همچون صنایع لاکهید مارتین و آزمایشگاه ملی لوس آلاموس فروخته شده است. با این وجود گوگل همچنان به همکاری خود با بخش رایانش کوانتومی ناسا ادامه خواهد داد. گوگل آزمایشگاه رایانش سخت افزاری خاص خود را دارد و به نظر می رسد در آغاز راه قرار دارد. جان مارتینز پروفسور فیزیک در دانشگاه کالیفرنیا و رهبر برنامه سخت افزاری گوگل در این ارتباط گفته است: «دوست دارم بگویم ساخت یک کامپیوتر کوانتومی بسیار بسیار سخت است. اول از همه ما باید اطمینان حاصل کنیم که این محصول کار می کند. دوم آن که درباره هزینه یا اندازه این کامپیوتر یا هر چیزی دیگری نباید احساس نگرانی کنیم.» هر چند برنامه های کاربردی تجاری برای این فناوری یک شبه ساخته نمی شوند، اما این امکان وجود دارد که رایانش کوانتومی در نهایت تبدیل به راه کاری شود که در زمینه شناسایی تصاویر که امروزه در بسیاری از سرویس های گوگل وجود دارند مورد استفاده قرار گیرد. این ابزار همچنین ممکن است برای کارهای سنتی همچون پاک کردن داده های غیر ضروری مورد استفاده قرار گیرد. دیوید بل، مدیر مؤسسه تحقیقات دانشگاه فضایی و علوم کامپیوتر در این ارتباط گفته است: «خارج از گوگل، سرعت کوانتوم ممکن است باعث بهبود فعالیت هایی همچون برنامه ریزی و زمان بندی مدیریت ترافیک هوایی شود. مشابه کاری که D-Wave در ایمز ناسا انجام می دهد. »
پنجشنبه ، ۱۹آذر۱۳۹۴
[مشاهده متن کامل خبر]
این صفحه را در گوگل محبوب کنید
[ارسال شده از: ماهنامه شبکه]
[تعداد بازديد از اين مطلب: 32]