التقنيات الجديدة في الحوسبة الكمومية

أعلنت شركة غوغل أنها نجحت في التغلب على تحدٍ كبير في مجال الحوسبة الكمومية، بفضل جيل جديد من الشرائح الإلكترونية. حيث تمكنت من حل مشكلة حسابية تحتاج عادة إلى وقت طويل جدًا في حدود 5 دقائق، وهو زمن يعتبر ضئيلاً مقارنةً بالمدة المطلوبة من الحاسوب التقليدي، التي تصل إلى فترة أطول من تاريخ الكون، حسبما أفادت وكالة رويترز.

تسعى غوغل، مثل العديد من الشركات الكبرى في مجال التكنولوجيا مثل مايكروسوفت و”آي بي إم”، نحو تطوير الحوسبة الكمومية التي تعد بسرعات حوسبة أكبر بكثير من تلك الموجودة حاليًا.

شريحة “ويلو” ودورها في الحوسبة الكمومية

على الرغم من أن المشكلة الرياضية التي عالجتها معامل غوغل في سانتا باربرا بولاية كاليفورنيا ليس لها تطبيقات تجارية حاليًا، تأمل غوغل أن تتمكن الحواسيب الكمومية يومًا ما من معالجة مشكلات مهمة في مجالات مثل الطب وكيمياء البطاريات والذكاء الاصطناعي، التي باتت تحديًا حقيقيًا بالنسبة لأداء الحواسيب التقليدية.

أطلقت غوغل على شريحتها الكمومية الجديدة اسم “ويلو” (Willow)، والتي تضم 105 “كيوبت” (qubit). ويعتبر الكيوبت الوحدة الأساسية في الحوسبة الكمومية. ورغم سرعة هذه الكيوبتات، إلا أنها تتعرض للأخطاء بسبب تأثرها بعوامل صغيرة مثل الجسيمات دون الذرية.

بينما تشير التحديات إلى تراكم الأخطاء مع زيادة عدد الكيوبتات، يعمل العلماء منذ التسعينيات على تطوير تقنيات تصحيح الأخطاء الكمومية.

نموذج الحوسبة الكمومية الجديد

في ورقة نشرت في مجلة “نيتشر” (Nature) يوم الاثنين، كشفت غوغل أنها نجحت في ربط الكيوبت بشريحة “ويلو” بشكل يقلل من معدل الأخطاء مع زيادة عدد الكيوبتات. كما أكدت الشركة قدرتها على تصحيح الأخطاء في الوقت الحقيقي، مما يعد خطوة مهمة نحو جعل تقنياتها الكمومية أكثر عملية. وقال هارتموت نيفن، رئيس وحدة الذكاء الاصطناعي الكمي في غوغل: “لقد تجاوزنا نقطة التعادل”، كما ذكرت رويترز.

في عام 2019، طعنت شركة “آي بي إم” في ادعاءات غوغل بشأن شريحتها، مشيرة إلى أنه يمكن حل المشكلة في يومين ونصف باستخدام تقنيات تقليدية مختلفة. وأكدت غوغل أنها أخذت هذه المخاوف بعين الاعتبار في تقديراتها الأخيرة، مشيرة إلى أن الحاسوب التقليدي يحتاج إلى مليار سنة لتحقيق نتائج مماثلة للتي تحققها شريحة “ويلو”.

وأفاد أنتوني مغرانت، كبير مهندسي الذكاء الاصطناعي الكمومي في غوغل، بأن بعض المنافسين ينتجون شريحة تحتوي على عدد أكبر من الكيوبتات، إلا أن غوغل تعزز من موثوقية كيوبتاتها.

توسيع الإنتاج والتطوير

يعد من الجدير بالذكر أن غوغل كانت تنتج شرائحها السابقة في شراكة مع جامعة كاليفورنيا-سانتا باربرا، لكنها قامت بإنشاء مصنع خاص لإنتاج شرائح “ويلو”. وقد صرح مغرانت أنّ المصنع الجديد سيسهم في زيادة سرعة تصنيع الشرائح الكمومية، التي تتطلب تخزينًا في ثلاجات ضخمة تسمى “كريوستات” (cryostat) لإجراء التجارب.