شرکت IBM مدعی دستیابی به مزیت کوانتومی در 3 آزمایش مختلف شد

عنوان خبر: شرکت IBM مدعی دستیابی به مزیت کوانتومی در 3 آزمایش مختلف شد
ژانر/موضوع: محاسبات کوانتومی، مزیت کوانتومی

تاریخ انتشار خبر:30 ژوئیه 2026
لینک خبر: ibm.com

چکیده:
این هفته، سه مقاله مستقل که توسط محققان دانشگاه شیکاگو، QEDMA و Algorithmiq با همکاری IBM منتشر شده است، اولین نمایش‌های مزیت کوانتومی را از طریق چارچوب‌هایی که برای ایجاد اعتماد مستقیم به محاسبات کوانتومی طراحی شده‌اند، رونمایی کردند. در اینجا به خلاصه‌ای سریع از این سه مقاله می‌ پردازیم:

1. دانشمندان IBM و UChicago از یک روش تصحیح خطای جدید برای حل یک مسئله کلاسیکی حل‌ناپذیر در حدود ۱۵ دقیقه استفاده کردند – کاری که با استفاده از روش‌های کلاسیک پیشرو به زمان غیرقابل اجرایی نیاز دارد.
2. IBM و Qedma نحوه تکامل رفتار مغناطیسی یک ماده را مدل‌سازی کردند و به حوزه‌هایی از فیزیک رسیدند که ابررایانه RIKEN در ژاپن نمی‌توانست آن را دنبال کند.
3. IBM و Algorithmiq نشان دادند که چگونه اطلاعات و انرژی از طریق مواد نامنظم، مشابه نحوه ساخت کاتالیزورها و الکترولیت‌های باتری، فراتر از روش‌های کلاسیک پیشرو حرکت می‌کنند.

این سه مقاله مهم هستند زیرا راه‌هایی برای اعتبارسنجی مستقیم محاسبات کوانتومی در رژیم‌هایی که روش‌های کلاسیک پیشرو در آن با مشکل مواجه هستند، ارائه می‌دهند. آی‌بی‌ام معتقد است که این سه مقاله به بار اثبات لازم برای اعلام مزیت کوانتومی رسیده‌اند. اگرچه اعلام مزیت کوانتومی پایان کار نیست بلکه تازه شروع کار است. آی‌بی‌ام و شرکایش تمام این نتایج را از طریق سیستم رهگیری “ردیاب مزیت کوانتومی” در اختیار جامعه قرار داده‌اند، به این امید که این اثبات‌ها همچنان به نوآوری در هر دو روش کوانتومی و کلاسیک دامن بزند.

شرح کامل خبر:

در عصر جدید محاسبات کوانتومی، دستیابی به «مزیت کوانتومی» (Quantum Advantage) به معنای انجام محاسباتی فراتر از توان کلاسیک، با ارائه شواهد سخت‌گیرانه برای قابلیت‌اطمینان، محقق شده است. چالش اساسی، اعتماد به خروجی رایانه‌ی کوانتومی زمانی است که راستی‌آزمایی (Verification) کلاسیک دیگر ممکن نیست.

سال گذشته، IBM و استارتآپ کوانتومی Pasqal الزاماتی را که به گفته‌ی آنها برای اعلام برتری کوانتومی باید برآورده شوند، تعیین کردند. IBM همچنین سامانه‌ی رهگیری برتری کوانتومی (Quantum Advantage Tracker) خود را معرفی کرد که یک چارچوب مستقل از پلتفرم (Platform-Agnostic Framework) برای جمع‌آوری و اعتبارسنجی نتایج ادعاهای مزیت کوانتومی می‌باشد.

این هفته، IBM و چندین شریک در مجموعهای از مقالات پژوهشی، جزئیات نمایش‌هایی را که روی تراشه‌ی کوانتومی هرون (Heron) انجام شده است، تشریح کرده‌اند. آنها میگویند که در این نمایشها، الزامات مذکور – یعنی انجام کار توسط سیستمهای کوانتومی با دقت، هزینه و کارایی بیشتر نسبت به سیستمهای کلاسیک، و همچنین قابلیت اعتبارسنجی دقیق خروجی (Rigorous Validation) – برآورده شده است.

به گفتهی جی گامبتا (Jay Gambetta)، عضو ارشد IBM و مدیر تحقیقات IBM، این گامی مهم در مسیر ادامه‌دار به‌سوی رایانش کوانتومی مقاوم به خطا (Fault-Tolerant)، عملی و تجاری محسوب میشود. گامبتا در یک کنفرانس تلفنی به خبرنگاران گفت:

«این نمایش‌ها ثابت میکنند که میتوانیم با اطمینان، رایانش کوانتومی را به جلو مقیاس‌دهی کنیم. اول، نشان میدهند که رایانه‌های کوانتومی میتوانند مسائلی را حل کنند که فراتر از دسترس روشهای کلاسیکی است که روی بزرگترین رایانههای کلاسیک قابل اجرا هستند. و دوم، مجموعهای از نتایج را نشان میدهند که میتوان با اطمینان آنها را اعتبارسنجی کرد، حتی برای مسائلی که رایانه‌های کلاسیک با روشهای فعلی قادر به حل آنها نیستند. به نظر من، این نقطه‌عطف بزرگی برای این حوزه است. اکنون میتوانیم مزیت کوانتومی را فراتر از صرفاً نشاندادن توان محاسباتی ببریم – زیرا اعتماد به این روشها را ایجاد کرده‌ایم – و به مسائل علمی، تجاری و فناوری که در آینده با آنها روبرو خواهیم شد، بپردازیم.»

سه مقاله‌ی جدید از پژوهشگران دانشگاه شیکاگو، شرکت‌های Qedma و Algorithmiq با همکاری IBM، راه‌کارهایی برای ایجاد اعتماد در خود فرآیند محاسبه ارائه می‌دهند و نشان می‌دهند که می‌توان در رژیم‌هایی که روش‌های کلاسیک شکست می‌خورند، به محاسبات کوانتومی اعتماد کرد.

گروه اول از دانشگاه شیکاگو و IBM، مسئله‌ی راستی‌آزمایی را در نمونه‌برداری مدار تصادفی (Random Circuit Sampling – RCS) با استفاده از روش «نمونه‌برداری دوپِیِ کلیفورد» (Doped Clifford Sampling) حل کرده‌اند. در این روش، یک مدار کلیفورد مرجع که به‌صورت کلاسیک قابل شبیه‌سازی کارآمد است، درون «کد فضازمان» (Spacetime Code) جایگذاری می‌شود. این کد با استفاده از کیوبیت‌های آنسیلا (Ancilla Qubits) که در طول زمان و مکان پخش شده‌اند، خطاها را در حین اجرای مدار شناسایی می‌کند.

با افزودن گیت‌های غیرکلیفورد T به این ساختار، مسئله برای شبیه‌سازی کلاسیک سخت می‌شود، در حالی که ساختار کد، امکان بررسی سازگاری (Syndrome Checks) را حفظ می‌کند. در یک آزمایش با ۷۰ کیوبیت منطقی، این روش با انتخاب پس‌ازپردازش (Post-selection) اجراهای موفق، خطای موثر گیت‌ها را حدود ۱۰ برابر کاهش داد. نکته‌ی کلیدی این است که با ترکیب فیدلیتی مدار کلیفورد قابل‌راستی‌آزمایی و اطلاعات سندروم‌ها، یک کران پایین سخت‌گیرانه برای فیدلیتی محاسبه‌ی منطقی به‌دست می‌آید و راستی‌آزمایی از یک معیار جانبی (Proxy) به گواهی‌دهی خود محاسبه تبدیل می‌شود.

در پژوهشی دیگر، محققان Qedma با همکاری RIKEN و BlueQubit به مطالعه‌ی «دینامیک فلوکه» (Floquet Dynamics) شامل پاسخ یک سیستم کوانتومی برهم‌کنشی به پالس‌های تناوبی انرژی، بر روی مدارهای ۷۴ کیوبیتی پرداختند. آن‌ها نوسانات باقی‌مانده‌ای در مغناطش (Magnetization) سیستم مشاهده کردند که توسط دو روش پیشروی شبیه‌سازی کلاسیک (از جمله استفاده از ابررایانه‌های بزرگ RIKEN) قابل تشخیص نبود و این روش‌ها در سخت‌ترین رژیم، پاسخ‌های متناقض و غیرقابل‌اطمینانی ارائه دادند.

برای اعتبارسنجی بدون مرجع کلاسیک، از نرم‌افزار QESEM شرکت Qedma بر روی سیستم‌های IBM استفاده شد که ترکیبی از روش‌های کاهش خطای (Error Mitigation) اکتشافی (Heuristic) و بدون سوگیری (Unbiased) را به کار می‌برد. هم‌خوانی نتایج این تخمین‌گرهای مستقل با یکدیگر و همچنین با نتایج تکراری بر روی سخت‌افزار Quantinuum، شواهد محکمی ارائه داد که رفتار مشاهده‌شده، بازتاب فیزیک اصلی سیستم است و بنابراین نتایج کوانتومی قابل اعتماد هستند.

گروه سوم از Algorithmiq، الگوریتمی کوانتومی برای تخمین «پژواک لوشیت اپراتوری» (Operator Loschmidt Echo – OLE) ارائه دادند که چگونگی انتشار اطلاعات در سیستم‌های کوانتومی ناهمگن را ردیابی می‌کند. آزمایشات آنها روی ۵۶ کیوبیت به رژیمی رسید که پیش‌بینی‌های حداقل سه گروه پیشرو در شبیه‌سازی کلاسیک نه تنها با یکدیگر ناسازگار بود، بلکه با نتایج کوانتومی نیز مطابقت نداشت. راهکار این گروه برای اعتماد به محاسبه، اتکا به هم‌خوانی نتایج بود: آن‌ها یک روش کاهش خطای اکتشافی یکسان را روی پنج رایانه‌ی کوانتومی با پروفایل‌های نویز متفاوت اجرا کردند و به نتایج سازگاری رسیدند.

فراتر از این، با در دست داشتن یک مدل دقیق از نویز دستگاه، از کاهش خطای سخت‌گیرانه برای تولید تخمین‌های بدون سوگیری با بازه‌های اطمینان (Confidence Intervals) آماری معتبر استفاده کردند. این رویکرد، مسئله‌ی راستی‌آزمایی را از مقایسه با خروجی کلاسیک، به اعتبارسنجی مدل نویز خود رایانه‌ی کوانتومی تغییر می‌دهد و نشان می‌دهد که چگونه می‌توان به نتایج کوانتومی قابل اعتماد دست یافت.

شایان ذکر است که این دستاوردها به‌معنای پایان رقابت نیست. سامانه «ردیاب برتری کوانتومی» (Quantum Advantage Tracker)، بستری برای نظارت و ارزیابی سیستماتیک این ادعاها در برابر بهترین روش‌های کلاسیک فراهم می‌کند.

اخیرا، نامزدهای جدیدی از گروه‌های Q-CTRL، BlueQubit و موسسه فناوری بیرلا (BITS Pilani) در این ردیاب ثبت شده‌اند و گفتگوهای پرباری برای ارتقاء مرزهای هر دو نوع محاسبات در جریان است. پست اخیر IBM در همین خصوص اشاره میکند که این مقالات نشان می‌دهند که ما وارد عصری شده‌ایم که رایانه‌های کوانتومی نه تنها نتایجی فراتر از دسترس کلاسیک تولید می‌کنند، بلکه این نتایج با شواهدی از اعتبار همراه هستند و راه را برای استفاده از آنها به عنوان ابزاری قابل اعتماد برای اکتشافات علمی هموار می‌سازند.

منابع:

[1] https://www.ibm.com/quantum/blog/quantum-advantage

[2] https://www.nextplatform.com/compute/2026/07/31/ibm-three-demonstrations-prove-quantum-advantage-has-been-reached/5282091

[3] https://arxiv.org/abs/2607.25941

[4] https://arxiv.org/abs/2607.24937

[5] https://arxiv.org/abs/2607.25998

دیدگاه خود را درباره این خبر با ما به اشتراک بگذارید.