گوگل می‌گوید یکی از گلوگاه‌های اصلی رایانش کوانتومی را روی سخت‌افزار واقعی آزمایش کرده است. تیم Quantum AI این شرکت در مقاله‌ای که پنج‌شنبه در نشریه Science منتشر شد، نشان داد روش «پرورش حالت جادویی» یا Magic State Cultivation روی تراشه Willow توانسته خطاهای این فرایند را حدود ۴۰ برابر کاهش دهد. به گفته گوگل، این آزمایش به تولید حالت‌هایی با وفاداری منطقی ۹۹.۹۹ درصد انجامیده است.
این دستاورد به حوزه‌ای مربوط می‌شود که هزینه و مقیاس رایانش کوانتومی را تعیین می‌کند. رایانه‌های کوانتومی از کیوبیت‌ها استفاده می‌کنند؛ واحدهایی که می‌توانند ترکیبی از صفر و یک را در خود نگه دارند. همین ویژگی امکان بررسی هم‌زمان مسیرهای مختلف محاسباتی را فراهم می‌کند، اما کیوبیت‌ها در برابر گرما، نویز الکتریکی و اختلال‌های دیگر بسیار حساس‌اند. به همین دلیل، یک خطای کوچک می‌تواند نتیجه محاسبه را خراب کند و سامانه به روش‌های تصحیح خطا نیاز دارد.
طبق گزارش Decrypt، تصحیح خطا برای برخی عملیات ساده‌تر عملکرد مناسبی دارد، اما برنامه‌های کوانتومی کاربردی به عملیات دشوارتری هم نیاز دارند. برای اجرای این عملیات باید «حالت‌های جادویی» تولید شود؛ منابعی تک‌مصرف که پس از استفاده از بین می‌روند و می‌توان آن‌ها را مانند سوخت مورد نیاز بخشی از محاسبات در نظر گرفت.
چرا حالت‌های جادویی اهمیت دارند؟
تولید حالت‌های جادویی پاک و کم‌خطا تاکنون بسیار پرهزینه بوده است. گوگل می‌گوید برخی برآوردها هزینه این فرایند را تا ۹۵ درصد ظرفیت یک رایانه کوانتومی می‌دانند. در چنین شرایطی، بخش بزرگی از ماشین صرف آماده‌سازی منابع لازم برای محاسبه می‌شود و ظرفیت کمتری برای اجرای خود برنامه باقی می‌ماند.
راهکار استانداردی که سرگئی براوی و الکسی کیتایف در سال ۲۰۰۴ مطرح کردند، «تقطیر حالت جادویی» نام دارد. در این روش، تعداد زیادی حالت جادویی پرخطا به چند حالت پاک‌تر تبدیل می‌شود. روش تقطیر می‌تواند کیفیت حالت‌ها را بالا ببرد، اما به کارخانه‌های بزرگی از کیوبیت‌ها نیاز دارد که وظیفه‌ای جز تولید این منابع ندارند.
پژوهشگران گوگل در سال ۲۰۲۴ مسیر دیگری را پیشنهاد کردند و آن را پرورش حالت جادویی نامیدند. این روش به‌جای ساخت یک کارخانه بزرگ، حالت جادویی اولیه را به ناحیه کوچکی از تراشه وارد می‌کند و سپس مجموعه‌ای از آزمون‌ها را روی آن انجام می‌دهد. تلاش‌هایی که نقص قابل شناسایی دارند کنار گذاشته می‌شوند و نمونه‌های باقی‌مانده مرحله‌به‌مرحله رشد می‌کنند.
نتیجه آزمایش روی Willow نشان داد تنها حدود ۸ درصد تلاش‌ها از همه بررسی‌ها عبور کردند. به بیان دیگر، تراشه برای نگه‌داشتن یک حالت باکیفیت، بیش از ۹ مورد از هر ۱۰ تلاش را دور می‌ریزد. با وجود این نرخ پذیرش پایین، گوگل می‌گوید خطای حالت‌های تولیدشده نسبت به حالت‌های پرورش‌نیافته حدود ۴۰ برابر کمتر بوده و وفاداری منطقی T-state به رکورد ۹۹.۹۹ درصد رسیده است.
فاصله با شکستن رمزنگاری همچنان زیاد است
رایانش کوانتومی کاربردی فقط به طراحی دارو یا مواد جدید مربوط نمی‌شود. چنین رایانه‌هایی در صورت رسیدن به مقیاس و دقت کافی، می‌توانند بر امنیت رمزنگاری نیز اثر بگذارند؛ همان سازوکارهایی که از ورود به حساب‌های بانکی، کیف پول‌های بیت‌کوین و ارتباطات دیجیتال محافظت می‌کنند.
پرورش حالت جادویی یکی از عواملی بود که در برآورد سال ۲۰۲۵ کریگ گیدنی درباره شکستن رمزنگاری RSA-2048 به کار رفت. آن برآورد تعداد کیوبیت‌های نویزی مورد نیاز را کمتر از یک میلیون دستگاه می‌دانست؛ رقمی که نسبت به برآورد ۲۰ میلیون کیوبیت در سال ۲۰۱۹، ۲۰ برابر کمتر است.
با این حال، آزمایش جدید به معنی توانایی فعلی برای شکستن کلیدهای رمزنگاری یا تخلیه کیف پول‌ها نیست. آزمایش روی حداکثر ۵۴ کیوبیت از ۱۰۵ کیوبیت تراشه Willow انجام شد. خود مقاله می‌گوید برای فاکتورگیری از یک کلید RSA-2048، حالت‌های جادویی باید خطایی در حدود یک مورد از هر ۱۰ میلیارد داشته باشند؛ یعنی کیفیتی حدود یک میلیون برابر بهتر از نتیجه فعلی گوگل.
گوگل همچنین در یک برگه سفید در ماه مارس، با همکاری جاستین دریک از بنیاد اتریوم و دن بونِه، رمزنگاری منحنی بیضوی بیت‌کوین را بررسی کرده بود. برآورد آن‌ها هزینه شکستن این سازوکار را کمتر از ۵۰۰ هزار کیوبیت فیزیکی اعلام می‌کرد. این سازوکار ریاضی مانع آن می‌شود که کلید خصوصی از روی آدرس عمومی استخراج شود.
گام بعدی؛ افزایش مقیاس آزمایش
تیم Quantum AI اکنون می‌خواهد روش پرورش را در مقیاس بزرگ‌تری اجرا کند. گوگل برآورد کرده است که اگر نویز پایه سخت‌افزار Willow نصف شود، خطای حالت‌های جادویی می‌تواند به حدود دو مورد در هر ۱۰۰ هزار حالت برسد. این پیش‌بینی بر مبنای رابطه‌ای است که در آن خطاهای فرایند با توان سوم سطح نویز تراشه کاهش می‌یابند.
این نتیجه از نظر فنی نشان می‌دهد پرورش حالت جادویی از مرحله شبیه‌سازی و نظریه به آزمایش روی تراشه واقعی رسیده است؛ اما ارقام ارائه‌شده هنوز با سطح لازم برای کاربردهایی مانند شکستن RSA-2048 فاصله زیادی دارند. اهمیت اصلی دستاورد فعلی، کاهش یکی از پرهزینه‌ترین بخش‌های رایانش کوانتومی و فراهم شدن مبنایی برای آزمایش‌های بزرگ‌تر است.
تصویر بازار به روایت Moneyiar
داده‌های بازار Moneyiar در ساعت ۲۱:۵۳ تا ۲۱:۵۴ روز ۱۷ اکتبر ۲۰۲۶ نشان می‌دهد قیمت JUST با نماد JST برابر با ۰.۱۳۵۴۷۸۵۸۱۴ دلار بوده و در ۲۴ ساعت ۰.۱۶ درصد و در هفت روز ۰.۹۶ درصد کاهش داشته است. Quant با نماد QNT در قیمت ۱۹۳.۱۸۳۰۷۳۳۷۸۱ دلار معامله شده و افت ۲۴ ساعته آن ۴.۵۵ درصد و افت هفت‌روزه آن ۱۹.۵۳ درصد بوده است.
Compound با نماد COMP نیز ۲۱.۲۰۱۳۳۷۴۹۶۶ دلار قیمت داشته؛ این دارایی در ۲۴ ساعت ۳.۹ درصد و در هفت روز ۱۴.۹۹ درصد پایین آمده است. در همین زمان، AI Rig Complex با نماد ARC با قیمت ۰.۰۳۸۸۷۶۰۲۰۴ دلار، در ۲۴ ساعت ۱۰.۳۱ درصد رشد کرده، اما بازده هفت‌روزه آن منفی ۳۶.۵۴ درصد بوده است.
