يقترب بيتكوين من لحظة 'طغيان الأرقام' مع نضوج الأجهزة الكمومية

العتاد الكمّي يخرج من مرحلة إثبات المفهوم، لكن عنق الزجاجة الهندسي يعني أن الأنظمة العملية والكبيرة الحجم لا تزال بعيدة لعقود.

ملخص

• تتقدم ست منصات كمّية رائدة من عروض المختبر إلى أنظمة متكاملة مبكرة، في صدى لعصر الترانزستور المبكر في الحوسبة الكلاسيكية.​
• يتطلب التوسع إلى ملايين الكيوبتات اختراقات في المواد، التصنيع، التوصيل، التبريد، والتحكم الآلي لاحتواء معدلات الأخطاء.​
• يتوقع الباحثون مسارًا يمتد لعقود، مع تباين الجاهزية حسب الحالة الاستخدامية عبر الحوسبة، الشبكات، الاستشعار، والمحاكاة.

دخلت تقنية الكم مرحلة تطور حاسمة تشبه العصر المبكر للترانزستورات، وفقًا لتحليل مشترك من قبل باحثين من مؤسسات متعددة.

قيم العلماء من جامعة شيكاغو، MIT، ستانفورد، جامعة إنسبروك، وجامعة دلفت للتكنولوجيا ست منصات للعتاد الكمّي في الدراسة، بما في ذلك الكيوبتات فائقة التوصيل، الأيونات المحتجزة، الذرات المحايدة، العيوب الدورانية، النقاط الكمومية للمواد شبه الموصلة، والكيوبتات البصرية.

التقنية الكمّية تخرج من المختبر

وثق المراجعة التقدم من تجارب إثبات المفهوم إلى أنظمة مبكرة ذات تطبيقات محتملة في الحوسبة، الاتصال، الاستشعار، والمحاكاة، وفقًا للباحثين.

التطبيقات واسعة النطاق مثل المحاكاة الكيميائية الكمّية المعقدة تتطلب ملايين الكيوبتات الفيزيائية ومعدلات أخطاء تتجاوز القدرات الحالية، ذكر العلماء في التحليل.

تشمل التحديات الهندسية الرئيسية علوم المواد، التصنيع للأجهزة القابلة للإنتاج الجماعي، التوصيل والإشارة، إدارة درجات الحرارة، والتحكم الآلي في الأنظمة، وفقًا للتقرير.

رسم الباحثون تشابهات مع مشكلة “طغيان الأرقام” في ستينيات القرن الماضي التي واجهتها الحوسبة المبكرة، مشيرين إلى الحاجة للتنسيق بين الهندسة وتصميم المستوى النظامي.

تختلف مستويات جاهزية التقنية بين المنصات، حيث تظهر الكيوبتات فائقة التوصيل أعلى جاهزية للحوسبة، والذرات المحايدة للمحاكاة، والكيوبتات البصرية للشبكات، والعيوب الدورانية للاستشعار، وجد التحليل.

تشير مستويات الجاهزية الحالية إلى عروض أنظمة مبكرة بدلاً من تقنية مكتملة النضج، ذكر الباحثون. من المحتمل أن يعكس التقدم المسار التاريخي للإلكترونيات الكلاسيكية، ويتطلب عقودًا من الابتكار التدريجي والمعرفة العلمية المشتركة قبل أن تصبح الأنظمة العملية والكبيرة الحجم ممكنة.