رقابت برای ساخت نخستین رایانه کوانتومی کاربردی وارد مرحله جدیدی شده است. دولت آمریکا در اقدامی برای تقویت جایگاه این کشور در یکی از مهمترین فناوریهای آینده، به سه شرکت فعال در حوزه رایانش کوانتومی هرکدام ۱۰۰ میلیون دلار سرمایه اختصاص داده است.
- دولت آمریکا در چارچوب برنامه حمایت از صنعت تراشه، به سه شرکت پیشرو حوزه رایانش کوانتومی مجموعاً ۳۰۰ میلیون دلار سرمایه اختصاص داد تا توسعه فناوریهای نسل آینده را سرعت ببخشند.
- ریجتی، دیویو و کوانتینیوم هرکدام ۱۰۰ میلیون دلار دریافت کردند، اما مسیر فنی متفاوتی را دنبال میکنند؛ یکی روی سرعت، دیگری روی کاربردهای عملی و سومی روی دقت بالاتر تمرکز دارد.
- رقابت اصلی در رایانش کوانتومی دیگر فقط افزایش تعداد کیوبیتها نیست، بلکه رسیدن به سیستمهایی با خطای کمتر، پایداری بیشتر و قابلیت استفاده تجاری است.
- در شرایط فعلی، برتری فناوری هنوز مشخص نیست، اما شرکتهایی که بتوانند مشکل دقت و خطای محاسبات کوانتومی را حل کنند، احتمالاً نقش مهمی در آینده اقتصاد دیجیتال خواهند داشت.
دولت آمریکا سرمایهگذاری روی آینده رایانش را افزایش داد
این حمایت مالی در قالب برنامه قانون تراشهها انجام شده و هدف آن توسعه زیرساختهای داخلی، کاهش وابستگی زنجیره تأمین و افزایش توان رقابتی شرکتهای آمریکایی در برابر رقبای جهانی عنوان شده است.
رایانش کوانتومی از سوی بسیاری از تحلیلگران بهعنوان یکی از بزرگترین جهشهای فناوری پس از هوش مصنوعی شناخته میشود. این فناوری با استفاده از اصول مکانیک کوانتومی میتواند برخی مسائل بسیار پیچیده را که برای رایانههای معمولی سالها زمان نیاز دارد، در مدت کوتاهتری پردازش کند.
با این حال، مسیر تجاریسازی این فناوری همچنان با چالشهای بزرگی روبهرو است. ساخت کیوبیتهای پایدار، کاهش خطاهای محاسباتی، کنترل شرایط فیزیکی بسیار حساس و توسعه نرمافزارهای کاربردی از مهمترین موانع پیش روی این صنعت هستند. سه شرکت دریافتکننده این حمایت مالی، هرکدام رویکرد متفاوتی برای حل این مشکلات دارند.
ریجتی؛ سرعت بالا در برابر مشکل دقت
شرکت ریجتی یکی از دریافتکنندگان این سرمایهگذاری ۱۰۰ میلیون دلاری است. این شرکت روی فناوری کیوبیتهای ابررسانا تمرکز دارد؛ روشی که یکی از سریعترین مسیرها برای توسعه پردازندههای کوانتومی محسوب میشود.
سرمایه جدید قرار است برای توسعه سه حوزه اصلی استفاده شود: کوچکتر کردن تجهیزات کنترل تراشهها، افزایش ظرفیت سیستمهای سرمایشی فوقسرد و تولید تراشههای کوانتومی با تراکم بالاتر.
مزیت اصلی فناوری ریجتی سرعت پردازش آن است. سیستمهای ابررسانای این شرکت حدود ۱۰ هزار برابر سریعتر از سیستمهای مبتنی بر یونهای بهدامافتاده و حدود ۱۰۰ برابر سریعتر از فناوری اتمهای خنثی عمل میکنند اما مشکل اصلی این فناوری، دقت است.
در رایانش کوانتومی، سرعت تنها عامل تعیینکننده نیست. یک سیستم باید بتواند محاسبات را با کمترین میزان خطا انجام دهد. شرکتهایی مانند یونکیو به دقت ۹۹.۹۹ درصد در عملکرد دو کیوبیتی دست یافتهاند، در حالی که سیستم Cepheus 1-108Q ریجتی حدود ۹۹.۱ درصد دقت ثبت کرده است. به همین دلیل، چالش اصلی ریجتی تبدیل سرعت بالای سختافزار به یک سیستم قابل اعتماد برای استفاده گسترده است.
دیویو؛ حرکت از کاربردهای محدود به رایانش عمومیتر
شرکت دیویو کوانتوم دومین دریافتکننده این حمایت مالی است. این شرکت یکی از قدیمیترین بازیگران صنعت کوانتوم محسوب میشود و بیشتر به دلیل توسعه فناوری «بازپخت کوانتومی» شناخته شده است.
بازپخت کوانتومی یک روش تخصصی است که برای حل مسائل بهینهسازی استفاده میشود. این فناوری برخلاف رایانههای کوانتومی عمومی، برای برخی کاربردهای مشخص مانند مدیریت زنجیره تأمین، برنامهریزی مالی، حملونقل و مسائل دفاعی عملکرد مناسبی دارد.
دیویو تاکنون سیستم Advantage II خود را به مشتریان تجاری عرضه کرده و برخلاف بسیاری از رقبای خود، تجربه عملیاتی بیشتری در بازار دارد اما این شرکت قصد دارد فراتر از این حوزه حرکت کند.
پس از خرید شرکت Quantum Circuits، دیویو توسعه سیستمهای مبتنی بر مدل دروازهای را نیز آغاز کرده است. این فناوری بیشتر به ساختار رایانههای کوانتومی عمومی نزدیک است و میتواند در آینده کاربردهای گستردهتری داشته باشد.
هدف دیویو ایجاد سیستمی است که سرعت فناوریهای ابررسانا را با دقت فناوری یونهای بهدامافتاده ترکیب کند. با این حال، این مسیر هنوز در مراحل ابتدایی قرار دارد و مشخص نیست آیا دیویو میتواند این دو ویژگی را همزمان به دست آورد یا خیر.
کوانتینیوم؛ شرطبندی روی دقت و قابلیت اعتماد
سومین شرکت دریافتکننده سرمایه دولتی، کوانتینیوم است؛ شرکتی که بسیاری از کارشناسان آن را یکی از پیشرفتهترین بازیگران فعلی صنعت رایانش کوانتومی میدانند.
برخلاف ریجتی که روی سرعت تمرکز دارد، کوانتینیوم مسیر متفاوتی را انتخاب کرده و فناوری یونهای بهدامافتاده را توسعه میدهد؛ روشی که اگرچه کندتر است، اما تاکنون بالاترین سطح دقت را در میان فناوریهای کوانتومی ثبت کرده است.
این شرکت با همکاری شرکت GlobalFoundries و Monarch Quantum قصد دارد زنجیره تأمین خود را تقویت کند. GlobalFoundries قرار است در تولید نسل جدید تلههای یونی با فناوری ویفر ۳۰۰ میلیمتری نقش داشته باشد و Monarch نیز توسعه قطعات نوری و لیزرهای مورد نیاز را دنبال کند. کوانتینیوم تاکنون به دقت ۹۹.۹۲ درصد در عملکرد دو کیوبیتی دست یافته و هدف دارد با سیستم جدید Sol، دقت منطقی را به ۹۹.۹۹۹ درصد برساند.
یکی از نقاط قوت مهم کوانتینیوم، علاوه بر سختافزار، بخش نرمافزاری آن است. این شرکت زبان برنامهنویسی متنباز Guppy و ابزار توسعه TKET را ارائه کرده که میتواند به توسعهدهندگان برای طراحی و اجرای الگوریتمهای کوانتومی کمک کند.
حمایت شرکت صنعتی هانیول نیز پشتوانه مهمی برای کوانتینیوم محسوب میشود و میتواند مسیر تجاریسازی فناوری این شرکت را سریعتر کند.
“
«به نظر میرسد رایانش کوانتومی در مرحلهای مشابه هوش مصنوعی پیش از جهش بزرگ خود قرار دارد؛ دورهای که هنوز برندگان نهایی مشخص نیستند، اما سرمایهگذاریهای امروز مسیر آینده را تعیین میکنند. از دید سرمایهگذاری، تمرکز صرف بر تعداد کیوبیتها میتواند گمراهکننده باشد و معیار اصلی باید توانایی تبدیل فناوری به محصول، درآمد و مزیت رقابتی پایدار باشد. در این میان، شرکتهایی که بتوانند میان سختافزار دقیق، نرمافزار قدرتمند و کاربردهای واقعی تعادل ایجاد کنند، احتمالاً بیشترین ارزش اقتصادی نسل بعدی رایانش را در اختیار خواهند گرفت.»
بابک شیری
نبرد اصلی کوانتوم؛ سرعت یا دقت؟
بازار رایانش کوانتومی هنوز در مرحلهای قرار دارد که نمیتوان یک فناوری مشخص را برنده نهایی دانست. در گذشته، بسیاری از سرمایهگذاران تعداد کیوبیتها را مهمترین معیار موفقیت میدانستند، اما اکنون نگاه صنعت تغییر کرده است. تعداد بیشتر کیوبیتها بدون کنترل خطا و پایداری کافی، الزاماً به معنای یک سیستم بهتر نیست.
به همین دلیل، رقابت اصلی میان شرکتهای کوانتومی اکنون بر سر ایجاد «کیوبیتهای قابل اعتماد» است. ریجتی نشاندهنده مسیر سرعت بالاست، دیویو تجربه کاربردهای عملی را دارد و کوانتینیوم روی دقت و کیفیت محاسبات تمرکز کرده است.
هرکدام از این مسیرها میتواند در آینده به موفقیت برسد، اما شرکتی که بتواند فناوری خود را از آزمایشگاه به کاربردهای اقتصادی گسترده منتقل کند، بیشترین ارزش را ایجاد خواهد کرد.
تأثیر سرمایهگذاری دولتی بر آینده صنعت کوانتوم
ورود دولت آمریکا به این حوزه نشان میدهد رایانش کوانتومی دیگر صرفاً یک پروژه تحقیقاتی دانشگاهی نیست، بلکه به بخشی از رقابت راهبردی فناوری تبدیل شده است.
همانطور که هوش مصنوعی در سالهای اخیر از یک فناوری آزمایشگاهی به یکی از مهمترین موتورهای رشد اقتصادی تبدیل شد، رایانش کوانتومی نیز میتواند در دهه آینده نقش مشابهی ایفا کند. بانکها، شرکتهای دارویی، صنایع دفاعی، انرژی و لجستیک از جمله حوزههایی هستند که بیشترین پتانسیل استفاده از این فناوری را دارند.
با این حال، فاصله میان وعدههای فناوری و درآمدهای واقعی همچنان زیاد است. بسیاری از شرکتهای کوانتومی هنوز زیانده هستند و ارزشگذاری آنها بیشتر بر اساس انتظارهای آینده انجام میشود. به همین دلیل، سرمایهگذاران باید میان هیجان فناوری و واقعیتهای تجاری تفاوت قائل شوند.
جمعبندی
رایانش کوانتومی وارد مرحلهای شده که رقابت میان شرکتها تنها بر سر ساخت یک تراشه سریعتر نیست، بلکه بر سر ایجاد یک فناوری پایدار، دقیق و قابل استفاده در دنیای واقعی است.
سرمایهگذاری ۳۰۰ میلیون دلاری دولت آمریکا در ریجتی، دیویو و کوانتینیوم نشان میدهد این صنعت از نظر راهبردی اهمیت زیادی پیدا کرده است.
در شرایط فعلی، کوانتینیوم به دلیل تمرکز بر دقت و توسعه نرمافزار، جایگاه قدرتمندی دارد؛ ریجتی با سرعت بالای سختافزار خود میتواند در صورت حل مشکل خطا جهش بزرگی داشته باشد و دیویو نیز به دلیل تجربه تجاری، مسیر متفاوتی را دنبال میکند.
اما رقابت واقعی هنوز آغاز نشده است. برنده نهایی احتمالاً شرکتی نخواهد بود که فقط سریعترین رایانه کوانتومی را بسازد، بلکه شرکتی خواهد بود که بتواند این فناوری پیچیده را به یک ابزار اقتصادی قابل اعتماد تبدیل کند.
در ترجمه برخی نقاط این گزارش از هوش مصنوعی کمک گرفته شده است.
