الحاسوب الكمي يحطم الرقم القياسي الذي سجلته جوجل

أعلنت شركة الحوسبة الكمومية Quantinuum مؤخرًا عن جهاز كمبيوتر كمي تقول إنه تفوق في الأداء على نتيجة كمبيوتر Google الشهير بمقدار 100 مرة.

استخدمت نتيجة جوجل لعام 2019 اختبارًا محددًا يسمى مقياس الإنتروبيا الخطي المتقاطع في محاولة لإثبات التفوق الكمي، وهي النقطة التي تتفوق فيها أجهزة الكمبيوتر الكمومية على أحدث أجهزة الكمبيوتر العادية (أو الكلاسيكية).

ماذا بالضبط يكون كمبيوتر الكم؟

تعمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية على البتات الكمومية. تشبه البتات الكمومية (اختصارًا البتات الكمومية) البتات الحاسوبية العادية، باستثناء أن قيمها يمكن أن تكون 0 و1 في الوقت نفسه. بفضل هذه الميزة الكمومية، يمكن لأجهزة الكمبيوتر التفكير في المزيد من الحلول لمشكلة ما بشكل أسرع من الكمبيوتر الكلاسيكي. في النهاية، يجب أن تكون أجهزة الكمبيوتر الكمومية قادرة على حل المشكلات التي لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر التقليدية حلها.

لكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية لا تبدو مثل أجهزة الكمبيوتر العادية. وذلك لأن الكيوبتات الخاصة بها غالبًا ما تكون ذرات شديدة البرودة، موضوعة في مصفوفة. عند تبريدها إلى هذه الدرجة، تدخل الذرات في حالة كمومية. في اللحظة التي يتم فيها التأكد من قيمة أي من البتات الكمومية، يتم فك ترابط الحالة الكمومية وتنهار العملية الكمومية. لهذا السبب، فإن أجهزة الكمبيوتر الكمومية الموجودة حاليًا موجودة فقط في إعدادات الأبحاث والمختبرات المخصصة.

ماذا فعل الكمبيوتر الكمي Quantinuum؟

وتفوق حاسوب Quantinuum على إنجاز كبير حققه عام 2019 معالج Sycamore من جوجل، الذي استغرق حوالي 200 ثانية لأداء مهمة قد يستغرقها حاسوب عملاق كلاسيكي متطور حوالي 10 آلاف سنة.

ولتحقيق هذه النتيجة، قام فريق Quantinuum بترقية معالجه H2-1 من نظام 32 كيوبت إلى نظام 56 كيوبت، مما أدى إلى زيادة قوة الحوسبة بشكل كبير. وفقًا لإصدار Quantinuum، قام الكمبيوتر الكمي الخاص بها أيضًا بتشغيل خوارزميته بقوة أقل بنحو 30000 مرة مما قد يحتاجه جهاز كمبيوتر كلاسيكي لتشغيل العملية.

والأهم من ذلك، أن حاسوب Quantinuum حقق رقمًا قياسيًا جديدًا لمقياس الإنتروبيا المتقاطع، وهو مقياس يستخدم لمقارنة أداء أجهزة الكمبيوتر الكمومية المختلفة. يقيس المؤشر قوة النظام الكمي؛ كلما كان النظام أكثر ضجيجًا، كانت النتائج أسوأ (أقرب إلى الصفر من 1). كانت نتيجة Google لعام 2019 في مؤشر الإنتروبيا المتقاطع هي ~.002؛ كانت نتيجة H2-1 ~.35. “على عكس الإعلانات السابقة المرتبطة بتجارب XEB، فإن نسبة 35% تعد خطوة مهمة نحو حد الدقة المثالي بنسبة 100% والذي تظهر فيه الميزة الحسابية لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بوضوح في الأفق”، حسبما ذكر إصدار Quantinuum. تتم استضافة بحث الفريق حاليًا على خادم الطباعة المسبقة arXiv.

ماذا تفعل أجهزة الكمبيوتر الكمومية أيضًا؟

تعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية بمثابة منصات اختبار لمستقبل المعلومات، أي الطريقة التي يخزن بها الأشخاص البيانات وينقلونها، بالإضافة إلى حساب المعلومات الجديدة. في العام الماضي، أظهر فريق مختلف من الباحثين كيف يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية إجراء العمليات الحسابية بطريقة تشبه إلى حد كبير السفر عبر الزمن.

وقال ديفيد أرفيدسون-شوكور، عالم فيزياء الكم في جامعة كامبريدج والمؤلف الرئيسي للدراسة، لموقع Gizmodo: “يبدو من المستحيل حل التجربة التي وصفناها باستخدام الفيزياء القياسية (وليس الكم)، والتي تخضع لسهم الزمن الطبيعي”. وقت. “وهكذا، يبدو كما لو أن التشابك الكمي يمكن أن يولد حالات تبدو فعليًا مثل السفر عبر الزمن.”

وفي العام السابق، ادعى فريق آخر أنهم تمكنوا من إنشاء ثقب دودي كمي، وهو عبارة عن بوابة يمكن من خلالها أن تنتقل المعلومات الكمومية بشكل فوري.

قامت شركة Quantinuum أيضًا بتشغيل دائرة الأخبار (لا يقصد التورية). في عام 2022، تمكن فريق يستخدم كمبيوتر Quantinuum من إنشاء مرحلة جديدة من المادة عن طريق تفجير الكيوبتات بالليزر لقراءة تسلسل فيبوناتشي.

تبدو الحوسبة الكمومية أحيانًا وكأنها خيال علمي، لأنه يبدو غريبًا جدًا الاستفادة من عالم ما بعد الفيزياء الكلاسيكية لإجراء حسابات معقدة. لكن الأنظمة تتحسن باستمرار، وتطبيقاتها متنوعة (على الرغم من أن بعضها يقترب من أحلام اليقظة). في الوقت الحالي، يقتصر الأمر على إعدادات البحث، لكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية تخلق عالم الغد اليوم ببطء.