أطلقت Google شريحة Willow، الشريحة الكمومية التي أحدثت ثورة في مجال الحوسبة بتطورات تاريخية

لقد حددت Google ما قبل وما بعد في مجال الحوسبة الكمومية من خلال عرضها التقديمي صفصاف، شريحة الكم المبتكرة التي تعد بإحداث ثورة في هذه التكنولوجيا. يبلغ حجم هذا المعالج بضعة سنتيمترات فقط، وهو قادر على إجراء العمليات الحسابية في خمس دقائق فقط، الأمر الذي قد يستغرق وقتًا أطول من عمر الكون المقدر في أجهزة الكمبيوتر العملاقة الأكثر تقدمًا. كل هذا بفضل مزيج من قوة حاسوبية غير مسبوقة والتقدم الكبير في تصحيح الخطأ الكمي.

لا يوضح هذا التطور التزام Google بالحوسبة الكمومية فحسب، بل يسلط الضوء أيضًا على مدى اقتراب هذه التكنولوجيا من تحقيقها تطبيقات عملية يمكن أن تحل المشكلات المعقدة في مجالات مثل الطب والكيمياء والذكاء الاصطناعي.

نقلة نوعية في تصحيح الأخطاء

أحد العوائق الرئيسية أمام الحوسبة الكمومية حتى الآن هو القابلية العالية للبتات الكمومية (الوحدات الأساسية للبيانات في الأنظمة الكمومية) للأخطاء بسبب عوامل مثل الضوضاء أو التغيرات في درجات الحرارة أو الإشعاع. أدت هذه الإخفاقات التراكمية إلى تعقيد الأمور قابلية التوسع في الأنظمة. ومع ذلك، تمكنت Willow من التغلب على هذا القيد باستخدام تقنية تصحيح الأخطاء التي تقلل معدلات الفشل بشكل كبير عن طريق زيادة عدد الكيوبتات المستخدمة.

هذا التقدم، المعروف في هذا المجال باسم "البقاء تحت العتبة"، يسمح للأنظمة الكمومية بأن تصبح أكثر كفاءة ودقة، وتحل المشكلات دون فقدان الخصائص الكمومية التي تميزها عن أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية. وفقاً لهارتموت نيفين، رئيس Google Quantum AI، "إنها المرة الأولى التي يصبح فيها النظام أكثر كمومية مع نمو حجمه، بدلاً من أن يصبح أكثر كلاسيكية".

ويصبح الإنجاز أكثر إثارة للدهشة عندما تفكر في أنه تم إجراء تصحيح الخطأ في الوقت الفعلي باستخدام مصفوفات 3x3 و5x5 و7x7، مما أدى إلى إطالة العمر الإنتاجي للبتات الكمومية المنطقية بما يتجاوز الحدود الحالية.

التفوق الكمي خارج الحدود المعروفة

لقياس فعالية Willow، استخدمت Google اختبار أخذ عينات الدوائر العشوائية (RCS)، الذي يعتبر الاختبار الأمثل المعيار الأكثر تحديا في الحوسبة الكمومية. يهدف هذا الاختبار إلى التحقق مما إذا كان الكمبيوتر الكمي يمكنه فعل شيء قد يكون غير ممكن بالنسبة للكمبيوتر الكلاسيكي. واجتازت ويلو الاختبار بنجاح: أجرى حسابات في أقل من خمس دقائق، وهو ما قد يستغرقه حاسوب عملاق مثل Frontier 10 سيبتيليون سنة.

وقال مايكل نيومان، الباحث في جوجل: "هذه النتائج مثيرة لأنها تظهر أننا نتجه نحو أجهزة كمبيوتر كمومية وظيفية ومفيدة واسعة النطاق". ويضع هذا الأداء Willow في المقدمة على سابقاتها، مثل Sycamore، وهي الشريحة الكمومية التي طورتها Google والتي تم تقديمها في عام 2019.

تطبيقات ثورية في الأفق

إن إمكانات ويلو تتجاوز بكثير الاختبارات المعملية. وفقًا لجوجل، تعد هذه الشريحة خطوة حاسمة نحو الإنشاء أجهزة الكمبيوتر الكمومية والتي يمكن أن تعالج مشاكل العالم الحقيقي المعقدة. ومن بين التطبيقات الواعدة ما يلي:

• تطوير أدوية أسرع وأكثر كفاءة.
• تحسين البطاريات ذات السعة العالية للسيارات الكهربائية.
• استكشاف إمكانيات جديدة في الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي.

بالإضافة إلى ذلك، لاحظ الخبراء أن قدرة Willow على إجراء إصلاحات الأخطاء في الوقت الفعلي يمكن أن تؤدي إلى تسريع التقدم في مجالات مثل طاقة الاندماج النوويوهو مجال يعتبر أساسيًا لحل تحديات الطاقة في المستقبل.

مستقبل الحوسبة الكمومية

وعلى الرغم من نتائجهم المثيرة للإعجاب، يعترف الباحثون بأنه لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه قبل أن تصبح أجهزة الكمبيوتر الكمومية حقيقة يومية. وفقًا لكارلوس سابين، عالم الفيزياء النظرية في جامعة مدريد المستقلة، على الرغم من أن ويلو يقدم رؤية واعدة، إلا أننا لا نزال بعيدين عن الحصول على ما يكفي من الكيوبتات المنطقية لإجراء حسابات مفيدة.

ومع ذلك، فإن Google واثقة من أن هذه التطورات ستفتح أبوابًا جديدة، ليس فقط في مجال البحث، ولكن أيضًا في التطبيق العملي لهذه التكنولوجيا الثورية. ويؤكد هارموت نيفين أنه مع ويلو "نحن نقترب خطوة واحدة من جعل أجهزة الكمبيوتر الكمومية الوظيفية واسعة النطاق حقيقة واقعة".

مع Willow، تم دمج الحوسبة الكمومية كأداة مع القدرة على تحويل عالمنا. ومن تقليل الأخطاء إلى إظهار التفوق الكمي، تمثل هذه الشريحة نقطة تحول على الطريق إلى الثورة التكنولوجية العظيمة القادمة.