رایانه‌های کوانتومی با سرعت و قدرت باورنکردنی خود شناخته می‌شوند اما مشکل بزرگی دارند و فقط می‌توانند یک کار را در یک زمان انجام دهند، حال چه این آزمایش، کوچک و چه پروژه تحقیقاتی بزرگ باشد، کل دستگاه فقط برای یک کاربر قابل استفاده خواهد بود.
به گزارش صبح مشهد، این مشکل، محاسبات کوانتومی را کند، گران و دسترسی به آن را حتی برای محققان دشوار کرده، اما این وضعیت در شرف تغییر است، زیرا گروهی از مهندسان دانشگاه کلمبیا، سیستم جدیدی به نام «هایپرکیو» (HyperQ) را توسعه داده‌اند که به چندین نفر اجازه می‌دهد همزمان از یک رایانه کوانتومی استفاده کنند.
این پیشرفت با ایجاد نسخه‌های مجازی از ماشین‌های کوانتومی، به نام ماشین‌های مجازی کوانتومی (qVM) حاصل شده است که می‌توانند بدون تداخل با یکدیگر به‌طور جداگانه اجرا شوند.
پروفسور جیسون نیه، پژوهشگر ارشد این پژوهش گفت: این مورد مانند انتقال محاسبات ابری به ماشین‌های کوانتومی است. اکنون، به جای اینکه یک نفر از یک رایانه کوانتومی استفاده کند در حالی که همه منتظر باقی بمانند، چندین کاربر می‌توانند آن را درست مانند کاری که با سرورهای ابری معمولی انجام می‌دهیم، به اشتراک بگذارند.
نحوه کار به این صورت است که «هایپرکیو»، یک لایه نرم‌افزاری است که روی سخت‌افزار کوانتومی قرار می‌گیرد. این مورد، دستگاه را به بخش‌های کوچک‌تری تقسیم می‌کند که شامل زمانبند هوشمند است و بر اساس میزان قدرت محاسباتی مورد نیاز و اینکه کدام بخش‌های تراشه کوانتومی کمترین نویز را دارند، تصمیم می‌گیرد هر وظیفه را کجا اجرا کند. این برنامه‌ریزی دقیق به برنامه‌های مختلف اجازه می‌دهد تا بدون کند کردن یکدیگر یا ایجاد خطا، در کنار هم اجرا شوند.
پژوهشگران «هایپرکیو» را روی بزرگترین رایانه‌های کوانتومی شرکت «آی‌بی‌ام» (IBM) با استفاده از پلتفرم ابری آن آزمایش کردند؛ این آزمایش، اولین سیستمی است که واقعا ماشین‌های مجازی را به سخت‌افزار کوانتومی واقعی تبدیل می‌کند و به بسیاری از وظایف مختلف اجازه می‌دهد تا به‌طور همزمان اجرا شوند، حتی زمانی که کاربران از قبل نمی‌دانند کدام برنامه‌ها با هم اجرا می‌شوند.
نتایج چشمگیر بود؛ «هایپرکیو» میانگین زمان انتظار کاربران را تا ۴۰ برابر کاهش داد و همچنین امکان تکمیل ۱۰ برابر برنامه‌ها را در همان مدت زمان فراهم و از سخت‌افزار گران‌قیمت، استفاده بسیار بهتری کرد.
در برخی موارد، حتی می‌توان با اجتناب از پر سر و صداترین نواحی تراشه، برنامه‌ها را دقیق‌تر کرد. مزایای این سیستم فراتر از صرفه‌جویی در زمان است. این سیستم می‌تواند به دانشمندان و شرکت‌های بیشتری کمک کند تا به سرعت و با هزینه کم به قدرت محاسبات کوانتومی دسترسی پیدا کنند. این سیستم می‌تواند پیشرفت در زمینه‌های مهمی مانند کشف دارو، علم مواد و انرژی پاک را تسریع کند.
«هایپرکیو»، طی کنفرانس بزرگی در ماه جولای ارائه خواهد شد و در حال حاضر، این گروه پژوهشی در تلاش است تا آن را برای کار با انواع ماشین‌های کوانتومی نه فقط ماشین‌های شرکت «آی‌بی‌ام» گسترش دهد. این نوآوری، گامی بزرگ در جهت عملی، کارآمد و قابل دسترس کردن محاسبات کوانتومی برای همه است.
