از زمین تا مدار: کامپیوتر کوانتومی مهمان تازه ایستگاه فضایی شد

اولین کامپیوتر کوانتومی جهان به فضا پرتاب شده و اکنون در مدار زمین فعال است. این سیستم کوچک که تنها 3 لیتر حجم دارد و با 10 وات برق کار می‌کند، با هدف بررسی عملکرد محاسبات کوانتومی در شرایط محیطی متفاوت طراحی شده است. دانشمندان می‌گویند این دستاورد می‌تواند مسیر را برای شبکه‌های ارتباطی کوانتومی در فضا هموار کند و به آزمایش اصول بنیادی فیزیک در شرایط جدید منجر شود.

در دنیایی که محاسبات کلاسیک به مرزهای خود نزدیک شده‌اند، ورود فناوری کوانتومی به فضا نقطه‌ی عطفی تاریخی است؛ جایی که فوتون‌ها به جای بیت‌ها، داده‌ها را در مدار زمین پردازش می‌کنند. حالا برای نخستین بار، یک کامپیوتر کوانتومی واقعی از جو زمین عبور کرده و در قلب یک ماهواره قرار گرفته تا عصر جدیدی از علم، فیزیک و فناوری را از فراز آسمان آغاز کند.

دانشمندان گزارش داده‌اند که این کامپیوتر روز 23 ژوئن (3 تیر) توسط یک ماهواره به فضا پرتاب شده است. برای اینکه این سیستم بتواند به فضا برود، باید به گونه‌ای طراحی می‌شد که در یک بسته‌ی کوچک جا بگیرد، با میزان محدودی از انرژی کار کند و در برابر نوسانات شدید دمایی مقاومت داشته باشد.

فیلیپ والتر، فیزیکدان دانشگاه وین و رهبر این پروژه اعلام کرده است:

 سخت‌افزار این کامپیوتر اکنون عملیاتی شده و به زودی اولین آزمایش‌های واقعی به صورت کاملا عملی آغاز خواهد شد.

چرا ارسال کامپیوتر کوانتومی به فضا مهم است؟

ماهواره‌ها معمولاً به رایانه‌هایی مجهز هستند که محاسبات مختلفی انجام می‌دهند؛ برای مثال، می‌توانند تصاویر را به‌صورت آنی پردازش و بهینه‌سازی کنند. انجام این محاسبات در مدار زمین و ارسال نتیجه نهایی به زمین، اغلب کارآمدتر از ارسال همه داده‌های خام است.

اما انرژی در فضا بسیار محدود است؛ بنابراین اگر کامپیوترهای کوانتومی بتوانند محاسبات را کارآمدتر از سیستم‌های عادی انجام دهند، گزینه‌ای بسیار مناسب برای ماهواره‌ها خواهند بود. از آنجا که این رایانه‌ها از اصول فیزیک کوانتومی در مقیاس‌های بسیار کوچک استفاده می‌کنند، ممکن است در انجام برخی وظایف مانند تحلیل‌های پیچیده‌ی یادگیری ماشین عملکرد بهتری داشته باشند.

این دستگاه یک کامپیوتر کوانتومی فوتونی است؛ یعنی با استفاده از ذرات نور (فوتون‌ها) عملیات محاسباتی انجام می‌دهد. کامپیوترهای فوتونی معمولاً در آزمایشگاه‌هایی با شرایط کاملاً کنترل‌شده ساخته می‌شوند و تجهیزات آن‌ها اغلب میزهایی به طول چند متر را اشغال می‌کند، همراه با لیزرها و الکترونیک‌های پرمصرف. اما این نمونه‌ی فضایی تنها 3 لیتر حجم دارد و تنها 10 وات انرژی مصرف می‌کند، معادل یک لامپ LED خانگی.

در همین رابطه بخوانید:

– همه چیز درباره رایانش کوانتومی و کاربردهای فوق‌العاده‌ای که باید منتظر آنها باشیم

پیش از این نیز ماهواره‌هایی برای ارتباطات کوانتومی به فضا فرستاده شده بودند که با استفاده از فوتون‌ها پیام‌هایی بسیار امن را در فواصل طولانی ارسال و دریافت می‌کردند.

نظر شما در رابطه با این دستاورد چیست؟ آیا به زودی شاهد جهشی در محاسبات کوانتومی و حتی دنیای کامپیوتر خواهیم بود؟