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

تكنولوجيا الكم تخرج من إثبات المفهوم، لكن الاختناقات الهندسية تعني أن الأنظمة العملية واسعة النطاق لا تزال بعيدة عقودًا.

ملخص

• تتقدم ست منصات كمومية رائدة من عروض المختبر إلى أنظمة متكاملة مبكرة، مما يعكس حقبة الترانزستور المبكرة في الحوسبة الكلاسيكية.
• يتطلب التوسع إلى ملايين الكيوبتات اختراقات في المواد، والتصنيع، والأسلاك، والتبريد، والتحكم الآلي لاحتواء معدلات الأخطاء.
• يتوقع الباحثون مسارًا يمتد لعقود، مع تباين الجاهزية حسب حالة الاستخدام عبر الحوسبة، والشبكات، والاستشعار، والمحاكاة.

دخلت تكنولوجيا الكم مرحلة تطوير حاسمة مماثلة للعصر المبكر للترانزستورات، وفقًا لتحليل مشترك أجراه باحثون من مؤسسات متعددة.

قيم علماء من جامعة شيكاغو، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وجامعة ستانفورد، وجامعة إنسبروك، وجامعة دلفت للتكنولوجيا ست منصات كمومية رائدة في الدراسة، بما في ذلك الكيوبتات فائقة التوصيل، والأيونات المحتجزة، والذرات المحايدة، وعيوب الدوران، والنقاط الكمومية شبه الموصلة، والكيوبتات الضوئية.

تخرج تكنولوجيا الكم من المختبر

وثقت المراجعة التقدم من تجارب إثبات المفهوم إلى أنظمة مبكرة ذات تطبيقات محتملة في الحوسبة، والاتصالات، والاستشعار، والمحاكاة، وفقًا للباحثين.

تتطلب التطبيقات واسعة النطاق مثل محاكاة الكيمياء الكمومية المعقدة ملايين من الكيوبتات الفيزيائية ومعدلات أخطاء تتجاوز قدرات الحالية بكثير، ذكر العلماء في التحليل.

تشمل التحديات الهندسية الرئيسية علم المواد، والتصنيع للأجهزة القابلة للإنتاج الجماعي، والأسلاك وتوصيل الإشارات، وإدارة درجة الحرارة، والتحكم الآلي في النظام، وفقًا للتقرير.

رسم الباحثون تشابهات مع مشكلة “طغيان الأرقام” في ستينيات القرن الماضي التي واجهت الحوسبة المبكرة، مشيرين إلى الحاجة إلى استراتيجيات هندسية منسقة وتصميم على مستوى النظام.

تختلف مستويات جاهزية التكنولوجيا عبر المنصات، حيث تظهر الكيوبتات فائقة التوصيل أعلى جاهزية للحوسبة، والذرات المحايدة للمحاكاة، والكيوبتات الضوئية للشبكات، وعيوب الدوران للاستشعار، وجد التحليل.

تشير مستويات الجاهزية الحالية إلى عروض نظامية مبكرة بدلاً من تكنولوجيا ناضجة بالكامل، ذكر الباحثون. من المحتمل أن يعكس التقدم المسار التاريخي للإلكترونيات الكلاسيكية، مما يتطلب عقودًا من الابتكار التدريجي والمعرفة العلمية المشتركة قبل أن تصبح الأنظمة العملية واسعة النطاق ممكنة، وفقًا للدراسة.