نزدیک به چهار سال است که رهبران شمال غرب اقیانوس آرام در محاسبات کوانتومی در سیاتل برای اولین اجلاس کوانتومی نکسوس شمال غربی گرد هم آمده اند و از آن زمان سروصدای علمی پیرامون علم کوانتومی بلندتر شده است. پس آینده نکسوس چیست؟ قله دوم پر ستاره.
خدمات وب آمازون و بوئینگ به جلسه این هفته در دانشگاه واشنگتن می پیوندند و نزدیک به 300 نماینده دانشگاهی، تجاری و دولتی برای شرکت در آن ثبت نام کرده اند. برخی از شرکت‌هایی که در دومین اجلاس ظاهر شدند – مانند استارت‌آپ سیاتل Moonbeam Exchange – حتی در زمان برگزاری اولین اجلاس در مارس 2019 وجود نداشتند.
در طول چهار سال گذشته، UW حدود 45 میلیون دلار بودجه فدرال برای حمایت از تحقیقات در علم اطلاعات کوانتومی دریافت کرده است. محاسبات کوانتومی فشار جدیدی از سوی کنگره و دولت بایدن دریافت کرده است. دو نیروگاه محاسبات ابری شمال غرب اقیانوس آرام، خدمات وب آمازون و مایکروسافت آژور، پلتفرم های کوانتومی ترکیبی را راه اندازی کرده اند. و همین هفته گذشته، IonQ مستقر در مریلند اعلام کرد که در حال ایجاد یک مرکز تحقیقاتی و تولید محاسبات کوانتومی در بوتل، حومه سیاتل است.
مایکروسافت، UW و آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام، توپ نورد کوانتومی شمال غربی Nexus را در سال 2019 دریافت کردند. چند سال بعد IonQ، دانشگاه ایالتی واشنگتن و مرکز علوم نوری، مولکولی و کوانتومی دانشگاه اورگان به این تیم پیوستند. اکنون، اضافه شدن آمازون و بوئینگ، دو غول فناوری منطقه را جذب می کند.
آمازون کوانتومی را به ابر اضافه می کند
سباستین هاسینگر، مهندس ارشد پلتفرم کوانتومی آمازون برکت AWS، گفت که تیم او برای پیوستن به کنسرسیوم خصوصی-عمومی نیازی به قانع‌کننده ندارد، حتی اگر رقبای آنها در مایکروسافت آن را پایه‌گذاری کنند. او گفت که افراد بالاتر در AWS فقط به “کمی” متقاعدسازی نیاز داشتند.
هاسینگر گفت: «با فناوری‌های کلاسیک، مدت زمان کوتاهی وجود دارد که می‌توان برخی از علوم باز پیش‌رقابتی وجود داشت… اما خیلی سریع به رقابتی برای بازار تبدیل می‌شود». «از نظر کوانتومی، همانطور که همه می‌دانند، ما به یک دوره زمانی طولانی‌تر نگاه می‌کنیم که علم باز پیش‌رقابتی است. کارهای اساسی زیادی وجود دارد که باید انجام شود که نیازمند تعاملات گسترده تر جامعه دانشگاهی و مشارکت عمومی و خصوصی است.
هاسینجر گفت AWS محاسبات کوانتومی را به مجموعه ابری خود اضافه کرد زیرا بسیاری از مشتریانش در مورد پتانسیل این فناوری سوال می‌پرسند. آمازون برکت برای خدمت به عنوان یک بستر آزمایشی برای برنامه‌ها طراحی شده است، اما این تنها دخالت AWS در قلمرو کوانتومی نیست. AWS مراکز تحقیقاتی را با همکاری دانشمندان کامپیوتر در Caltech و هاروارد و همچنین شبکه ای برای ایجاد روابط با شرکت های کوانتومی ایجاد کرده است.
محاسبات کوانتومی از روشی متفاوت با محاسبات کلاسیک استفاده می کند. پردازنده‌های کوانتومی به‌جای پرداختن به یک‌ها و صفرهای کاملاً مشخص، برای دستکاری ذرات کوچکی طراحی شده‌اند که می‌توانند چندین مقدار را تا زمانی که نتیجه خوانده شود، نشان دهند. این قدرت کوانتوم است – و همچنین چالش.
هاسینجر گفت: «این یک اسلم دانک نخواهد بود. زمانی که اولین کامپیوتر کوانتومی بتواند کاری را انجام دهد که واقعاً برای هر کاری مفید باشد – داروسازی یا فین‌تک، اینطور نیست که “خوب، آن را وصل کن و برو.”
AWS برای پشتیبانی از این برنامه‌ها آماده می‌شود – چه در حال کشف داروهای جدید باشند، چه در حال توسعه مواد جدید با کارایی بالا، یا ساخت باتری‌های بهتر. و به همین دلیل است که AWS به Nexus کوانتومی شمال غربی می‌پیوندد. هاسینگر گفت: «هر منطقه ای در کشور و هر کشوری در جهان مدیون این نوع تلاش است.
بوئینگ به سمت مرزهای کوانتومی می رود
شاید از خود بپرسید که بزرگترین شرکت هوافضای آمریکا امیدوار است از محاسبات کوانتومی چه نتیجه ای کسب کند. بن کولتنباخ، یکی از همکاران فنی بوئینگ که متخصص در فیزیک کاربردی و فناوری کوانتومی است، در طی سخنرانی در این اجلاس به شوخی گفت: “هنوز هواپیمای کوانتومی وجود ندارد.”
اما Marna Kagele، یکی از همکاران فنی که تیم تحقیقاتی برنامه‌های کوانتومی بوئینگ را رهبری می‌کند، گفت که این زمینه پتانسیل زیادی دارد.
او گفت: «ما محصولات زیادی خارج از هواپیماهای تجاری داریم. ما هواپیماهای دفاعی، وسایل نقلیه فضایی، وسایل نقلیه زیر آب داریم. … ما انواع عملیات پیچیده را داریم. ما در حال طراحی مواد جدید برای همه این محصولات هستیم. و همه آنها می توانند از فناوری کوانتومی بهره ببرند.
بخش محاسبات و شبکه های مخرب بوئینگ به عنوان رابط این شرکت برای تحقیق و توسعه کوانتومی عمل می کند.
یک پروژه خواستار استفاده از فناوری سنجش کوانتومی در انواع جدید ساعت‌های نوری برای زمان‌سنجی فوق‌العاده دقیق و ناوبری در سطح GPS است. پروژه دیگری با هدف استفاده از ابزارهای محاسباتی کوانتومی برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه تعامل مواد مدرن با محیط خود است.
کاگل توضیح داد: “هرکسی که وسایل نقلیه می سازد، وسیله نقلیه با محیط اطراف خود تعامل دارد و آن محیط ها خشن هستند.” “حتی وسایل نقلیه ای که در معرض نور خورشید هستند – اشعه ماوراء بنفش واقعاً برای خودرو سخت است. سپس می توانید تصور کنید که با نمک ها، خوردگی زیادی دریافت می کنید. وزارت دفاع [Department of Defense] تخمین می زند که آنها سالانه 20 میلیارد دلار برای خوردگی هزینه می کنند.
محاسبات کوانتومی می‌تواند مدل‌های بهتری از چگونگی وقوع خوردگی ایجاد کند – و راه‌هایی را برای کاهش آسیب پیشنهاد کند.
بهینه‌سازی سیستم یکی از بهترین مکان‌ها برای محاسبات کوانتومی است و این قابلیت می‌تواند به بوئینگ کمک کند تا راه‌های بهتری برای ساخت بال‌های کامپوزیت کربنی برای هواپیماهایش پیدا کند. زمانی که این بال ها را طراحی می کنیم، از لایه های کامپوزیت استفاده می کنیم. شما می توانید یک لایه کامپوزیت را مانند یک تکه پارچه در نظر بگیرید، و دسته ای از آن تکه های پارچه را به روش های مختلف در کنار هم قرار می دهید تا خواص ساختاری متفاوتی در بال خود داشته باشید. بهینه‌سازی‌های زیادی با این فرآیند می‌توان انجام داد تا بفهمیم چگونه می‌توانیم این کار را به بهترین نحو انجام دهیم تا ویژگی‌هایی را که می‌خواهیم به دست آوریم و طراحی کلی خود را بهینه کنیم.»
بوئینگ همچنین به دنبال چگونگی استفاده از ابزارهای کوانتومی برای بهینه سازی شبکه های خود و ساده کردن فرآیند طراحی و آزمایش میکروالکترونیک برودتی است. کاگل گفت: «ما موفقیت های زیادی در این زمینه داشته ایم.
Northwest Quantum Nexus تنها شراکت دولتی و خصوصی نیست که بوئینگ را شریک می داند: در سال 2019، بوئینگ به بورس کوانتومی شیکاگو پیوست. اما کاگل گفت از اینکه بخشی از باشگاه کوانتومی در زادگاه بوئینگ است خوشحال است.
او گفت: “ما بسیار هیجان زده هستیم که عضو این شبکه هستیم، تا در آینده بیشتر با شما به اشتراک بگذاریم و با همه شما ارتباط برقرار کنیم و با هم در این سفر کوانتومی پیش برویم.”
منتظر گزارش های بیشتر از Northwest Quantum Nexus Summit این هفته باشید.