شرکت آی‌بی‌ام با معرفی جدید‌ترین تراشه کوانتومی خود به نام هرون، گامی مهم در جهت تسریع محاسبات علمی برداشته است. این پردازنده با ۱۵۶ کیوبیت در ترکیب با پلتفرم نرم‌افزاری کیس‌کیت، توانایی اجرای پردازش‌ها را تا پنجاه برابر سریع‌تر از نسل پیشین دارد.
معماری جدید سیستم‌های کوانتومی آی‌بی‌ام بر پایه دو مؤلفه اصلی استوار شده است واحد پردازش کوانتومی (QPU) با ۱۵۶ کیوبیت و محیط نرم‌افزاری کیس‌کیت که شامل ابزار‌ها و الگوریتم‌های بهینه‌سازی برای ارتقای کارایی محاسباتی می‌باشد. این هم‌افزایی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، پایه‌های پیشرفت‌های اخیر را شکل می‌دهد.
بر اساس نتایج بنچمارک‌ها، سیستم مجهز به تراشه هرون در مقایسه با قوی‌ترین کامپیو‌تر کوانتومی آی‌بی‌ام در سال ۲۰۲۳، عملکردی پنجاه‌برابری نشان داده است. برای مثال، یک آزمایش علمی که در ژورنال نیتشر منتشر شده بود و اجرای آن بر روی سیستم قبلی ۱۲۲ ساعت زمان میبرد، اکنون تنها در دو ساعت و بیست دقیقه به پایان می‌رسد.
ساختار تراشه نسل جدید
تراشه هرون با ۱۵۶ کیوبیت در یک چیدمان شش‌ضلعی سازمان‌یافته قرار گرفته است. این معماری که در تمام پردازنده‌های کوانتومی آی‌بی‌ام به کار می‌رود، امکان پیاده‌سازی مدار‌های کوانتومی با حداکثر پنج هزار گیت دوکیوبیتی را فراهم می‌کند. این رقم تقریبا دو برابر ظرفیت دو هزار و هشتصد و هشتاد گیت دوکیوبیتی در آزمایش سال ۲۰۲۳ با تراشه ۱۲۷ کیوبیتی است.
گیت‌های دوکیوبیتی نقش محوری در آزاد‌سازی قدرت نمایی کامپیوتر‌های کوانتومی ایفا می‌کنند. این گیت‌ها با بهره‌گیری از قوانین مکانیک کوانتوم، درهم‌تنیدگی بین کیوبیت‌ها را برقرار کرده و محاسبات پیچیده‌تری را ممکن می‌سازند.
آینده محاسبات کوانتومی
پیشرفت‌های هم‌زمان در سخت‌افزار و نرم‌افزار نشان می‌دهد که کامپیوتر‌های کوانتومی به سرعت به سمت کاربرد‌های عملی حرکت می‌کنند. این فناوری پتانسیل دارد تحولی بنیادین در علم و تکنولوژی ایجاد کند و مسائلی را که تا به امروز حل‌نشدنی بوده‌اند، قابل‌حل سازد.
