انقلاب در رایانش کوانتومی؛ SAXON Q از نخستین رایانه‌های کوانتومی تجاری مبتنی بر الماس با بیش از ۱۰ کیوبیت رونمایی کرد

مجموعه SAXON Q به‌طور رسمی دو سامانه کوانتومی تازه خود با نام‌های SXQ128 و SXQ512 را معرفی کرده است.

مجموعه SAXON Q که از پیشگامان توسعه رایانه‌های کوانتومی به شمار می‌رود، از عرضه تجاری دو مدل SXQ128 با ۱۲۸ کیوبیت و SXQ512 با ۵۱۲ کیوبیت خبر داده است. این دو کالا نخستین رایانه‌های کوانتومی تجاری مبتنی بر فناوری NV-center هستند که تعداد کیوبیت آن‌ها از ۱۰ فراتر رفته. هر دو سامانه در دمای اتاق فعالیت می‌کنند و برای عملکرد خود به تجهیزات سرمایش به‌شدت پایین، محفظه خلأ یا محیط‌های ویژه احتیاج ندارند. این ویژگی باعث می‌شود سازمان‌ها بتوانند الگوریتم‌هایی مانند شبکه‌های عصبی کانولوشنی کوانتومی یا QCNN، شبیه‌سازی‌های شیمی، پژوهش‌های مرتبط با مواد تازه و توسعه گردش‌کارهای کوانتومی نسل آینده را با سهولت بیشتری انجام دهند.

طراحی و مصرف انرژی

این رایانه‌ها با استفاده از فرآیندهای تولیدی سازگار با صنعت نیمه‌رسانا ساخته شده‌اند و فناوری آن‌ها تحت پوشش بیش از ۲۲۰ پتنت ثبت‌شده و درخواست ثبت اختراع قرار دارد. هر سامانه در ابعاد یک رک استاندارد سرور طراحی شده، با برق معمولی کار می‌کند و قادر است بدون نیاز به توقف برای کالیبراسیون مجدد یا کنترل‌های پیچیده محیطی به‌صورت مداوم فعال بماند. علاوه بر این SAXON Q اعلام کرده که این محصولات از نظر مصرف انرژی عملکرد به‌شدت بهتری نسبت به راهکارهای مبتنی بر GPU دارند و بین ۶ تا ۱۰ برابر بهره‌وری انرژی بیشتری ارائه می‌کنند؛ موضوعی که هزینه‌های عملیاتی را نیز افت می‌دهد.

ماریوس گروندمان، هم‌بنیان‌گذار و مدیرعامل SAXON Q، خبر داد که طی سه دهه گذشته حائز اهمیت‌ترین مانع در مسیر رایانه‌های کوانتومی مبتنی بر NV-center، مسئله تولید دقیق و انبوه کیوبیت‌ها بود؛ اینکه آیا می‌توان آن‌ها را با دقت و بازده کافی ساخت تا خارج از محیط آزمایشگاه نیز عملکرد مناسبی داشته باشند. او توضیح داد که این مشکل هم‌اینک برطرف شده و مدل‌های SXQ128 و SXQ512 همانند یک رایانه واقعی، به‌صورت پایدار، مداوم و بدون نیاز به حضور تیمی از متخصصان برای نگهداری، فعالیت می‌کنند.

توان پردازشی و کاربردها

مدل SXQ128 برای اجرای بارهای پردازشی کوتاه‌مدت و کاربردهایی مانند الگوریتم‌های واریاسیونی، شبیه‌سازی شیمی کوانتومی و تخمین دامنه کوانتومی توسعه یافته است. مدل SXQ512 نیز بر پایه همین معماری ساخته شده ولی با رشد تعداد ماژول‌های NV-center و ظرفیت بیشتر هر هسته، توان محاسباتی به‌شدت بالاتری ارائه می‌دهد. این رشد قدرت باعث می‌شود دامنه مسائل قابل حل گسترش پیدا کند و دستگاه برای پروژه‌های پژوهشی و کاربردهای صنعتی پیچیده مناسب‌تر باشد. مجموعه علاوه بر این اعلام کرده که دو سامانه از نسل پیشین محصولاتش هم‌هم‌اینک در مرکز هوافضای آلمان DLR و مؤسسه Fraunhofer IWU نصب شده‌اند و پژوهشگران از طریق استقرار محلی یا API ابری به آن‌ها دسترسی دارند.

آلبرشت هانل، مدیر بخش Digital Production Twin در مؤسسه Fraunhofer IWU، اظهار کرد که این مرکز از ژوئن ۲۰۲۵ یک سامانه کوانتومی قابل حمل SAXON Q را برای بهینه‌سازی فرآیندهای صنعتی در زمینه پردازش مواد و رباتیک به کار گرفته. او افزود این دستگاه از زمان نصب تاکنون به‌طور مداوم در دمای محیط فعالیت کرده و حتی دقت گیت‌های کوانتومی آن از مشخصاتی که در مناقصه تعیین شده بود نیز فراتر رفته است.

فناوری اختصاصی ساخت کیوبیت

به گفته این مجموعه، روش‌های رایج ایجاد مراکز NV معمولاً تنها بین یک تا ۱۰ درصد موفق می‌شوند اتم‌های کاشته‌شده را به کیوبیت‌های قابل استفاده تبدیل کنند. ولی فناوری اختصاصی هم‌کاشت گوگرد SAXON Q نرخ تبدیل را به بیش از ۸۵ درصد رسانده؛ دستاوردی که یکی از عظیم‌ترین موانع توسعه رایانه‌های کوانتومی را از میان برمی‌دارد. کیوبیت‌های حاصل از این فرآیند تا ۹۹.۹۲ درصد دقت دارند؛ یعنی کمتر از یک خطا در هر هزار عملیات رخ می‌دهد. علاوه بر این، پایداری حالت‌های کوانتومی به اندازه‌ای است که اجرای محاسبات پیچیده و کاربردی بدون افت کیفیت امکان‌پذیر باشد.

معماری ماژولار و برنامه‌های آینده

SAXON Q اعلام کرده که این پلتفرم تنها سامانه تجاری مبتنی بر NV-center محسوب می‌شود که قادر است پردازش را به‌صورت هم‌زمان میان چندین هسته کوانتومی هماهنگ کند. سیستم‌عامل اختصاصی چند‌هسته‌ای این مجموعه در مدل SXQ128 برای هر هسته هشت کیوبیت کاملاً درهم‌تنیده و در مدل SXQ512 شانزده کیوبیت درهم‌تنیده فراهم می‌کند. هر دو کالا به شکل ماژولار طراحی شده‌اند تا مشتریان بتوانند کار خود را با SXQ128 آغاز کنند و در آینده تنها با ارتقای تراشه الماسی یا افزودن هسته‌های تازه، توان پردازشی سامانه را رشد دهند. این رویکرد امکان توسعه تدریجی زیرساخت کوانتومی را متناسب با نیاز سازمان‌ها فراهم می‌سازد.

مجموعه اعلام کرده که قابلیت‌های تصحیح خطا و معماری کیوبیت‌های منطقی در برنامه توسعه آینده این پلتفرم قرار دارد و هدف آن گسترش سامانه‌ها تا بیش از ۱۰ هزار کیوبیت است. علاوه بر این نقشه راه SAXON Q شامل تولید هم‌پردازنده‌های کوانتومی مناسب مراکز داده و در نهایت ساخت پردازنده‌های کوانتومی در ابعاد یک تراشه برای استفاده در تجهیزات تعبیه‌شده و بازار انبوه خواهد بود.

بنیان‌گذاران مجموعه

SAXON Q توسط گروهی از پژوهشگران و مدیران باسابقه در حوزه فناوری کوانتومی و صنعت تأسیس شده است. ماریوس گروندمان، هم‌بنیان‌گذار و مدیرعامل، استاد فیزیک تجربی دانشگاه لایپزیگ است و نزدیک به ۷۰۰ مقاله علمی داوری‌شده منتشر کرده و حدود ۴۰ سال سابقه فعالیت در حوزه فیزیک نیمه‌رساناها دارد. یان-برند مایر، هم‌بنیان‌گذار و مدیر ارشد فناوری، یکی از برجسته‌ترین متخصصان جهان در زمینه کاشت یونی محسوب می‌شود؛ فناوری‌ای که هسته اصلی روش NV-center این مجموعه را تشکیل می‌دهد. علاوه بر این فرانک شلیشتینگ، مدیرعامل، بیش از ۳۰ سال تجربه مدیریتی در صنایع نیمه‌رسانا، خودروسازی و انرژی در کارنامه خود دارد.

بها و زمان عرضه

هر یک از سامانه‌های کوانتومی SAXON Q به‌صورت سفارشی و بر اساس نیازهای اختصاصی مشتری طراحی و تولید می‌شوند. مدل SXQ128 از هم‌هم‌اینک قابل سفارش است و حداکثر ظرف سه ماه پس از ثبت سفارش تحویل داده خواهد شد. سفارش مدل SXQ512 نیز آغاز شده و نخستین محموله‌های آن از سه‌ماهه دوم سال ۲۰۲۷ به مشتریان ارسال می‌شود.

منبع: دیجینوی