رغم الجهود الحثيثة التي تسعى للاستفادة من الحواسيب الكمية عمليًا، ما زالت الأنظمة المبنية على الكيوبتات غير مستقرة ومُعرضة للخطأ بسهولة، وهو أمر تمضي جوجل قُدمًا لمواجهته.
حقق مهندسو جوجل إنجازًا كبيرًا في التعامل مع الأخطاء التي تتعرض لها الحواسيب الكمية، بالكشف عن رقاقة جوجل الكمية الجديدة «ويلو»، إذ استطاعوا الحفاظ على كيوبت منطقية واحدة في حالة مستقرة ما يكفي لجعل الخطأ يحدث مرة كل ساعة، ما يُعَد تطورًا مهمًا، مقارنةً بالأنظمة السابقة التي كانت تحدث فيها الأخطاء كل بضع ثوان.
الكيوبت هي الوحدة الأساسية للمعلومات الكمية. على عكس البتات الكلاسيكية التي تخزن فقط 0 أو 1، تستطيع الكيوبتات تخزين 0 أو 1 أو حالة مُركبة من الاثنين معًا. يُعَد الجمع بين هذه الحالات أداة قوية في تصميم الخوارزميات القادرة على حل المشكلات التي قد يستغرق حلها وقتًا طويلًا جدًا بواسطة حاسوب كلاسيكي، إذا كان قادرًا على التعامل معها من الأساس.
تتميز الكيوبتات بالحساسية، وتراكبها يجعلها عرضة للتشابك مع البيئة ومن ثم تغير خصائصها الرياضية. مع أن أنظمة اليوم قوية بما يكفي لضمان موثوقية بنسبة 99.9%، فإن الأنظمة العملية تحتاج إلى أن يكون معدل الخطأ أقرب إلى واحد لكل تريليون.
لمواجهة أخطاء هذه الكيوبتات الهشة، يمكن نشر كيوبت منطقي واحد عبر عدد من الجسيمات الموجودة في حالة تراكب. ومع ذلك، لا تنجح هذه المقاربة إلا إذا كانت الكيوبتات المادية الإضافية تصحح الأخطاء بسرعة كافية مقارنةً بسرعة إنتاجها.
يقول الباحثان في فريق (Google Quantum AI)، مايكل نيومان وكيفن ساتزنجر: «ويلو هو أول معالج تصبح فيه البتات الكمية المصححة للأخطاء أفضل كثيرًا مع زيادة حجمها. في كل مرة نزيد فيها وحدات البت الكمومية المشفرة من 3×3 إلى 5×5 إلى 7×7 من وحدات الكيوبت المادية، يخفض معدل الخطأ المُشفر بضعفين».
يمتلك ويلو 105 كيوبتًا ماديًا، وقد أدى المزج بين بنيته وخوارزميات تصحيح الأخطاء إلى استقراره، إذ يعني عدد أكبر من الكيوبتات أخطاء أقل. لطالما كانت هذه المشكلة قائمة منذ طرح تقنيات تصحيح الأخطاء الكمومية لأول مرة في منتصف التسعينيات. مع أن الطريق ما زال طويلًا أمام تحقيق الحوسبة الكمومية بالكامل، فإن العمليات الكمومية واسعة النطاق قد تكون ممكنة على الأقل باتباع هذا النهج.
كتب الباحثان: «هذا يوضح القمع الأسي للخطأ الذي يتيح تصحيح الخطأ الكمي، وهو هدف تعود محاولات تحقيقه إلى ما يقرب من 30 عامًا من الحوسبة الكمية، وهو العنصر الأساسي لإتاحة التطبيقات الكمية واسعة النطاق».
ليس الاستقرار الميزة الوحيدة لويلو، فهو قادر على إنجاز مهمة كمية في خمس دقائق، وهي مهمة كان سيستغرق حلها بواسطة أسرع حاسوب فائق 10 سبتليون سنة. تلك مهمة مُصمَمة خصوصًا لقياس قدرات الحواسيب الكمية.
ستظل الأخطاء موجودة دائمًا في الأنظمة الكمومية، لكن يهدف الباحثون لجعل هذه الأخطاء نادرة بما يكفي لجعل المعالجة الكمومية عملية. يتطلب ذلك أجهزة أفضل، ومزيدًا من وحدات الكيوبت، وخوارزميات مُطورة.
«يبدو أن تصحيح الأخطاء الكمية ممكنًا الآن، لكن توجد فجوة كبيرة بين معدلات الأخطاء التي تبلغ واحدًا في الألف، ومعدلات الأخطاء التي تبلغ واحدًا في التريليون، وهو ما نسعى لتحقيقه مستقبلًا».
اقرأ أيضًا:
ما هي وحدة المعالجة الكمومية QPU؟
غوغل تستعين بالمفاعلات النووية لتأمين الكهرباء اللازمة لذكائها الاصطناعي
ترجمة: محمد الشرقاوي
تدقيق: أكرم محيي الدين
ملحوظة: مضمون هذا الخبر تم كتابته بواسطة انا اصدق العلم ولا يعبر عن وجهة نظر مصر اليوم وانما تم نقله بمحتواه كما هو من انا اصدق العلم ونحن غير مسئولين عن محتوى الخبر والعهدة علي المصدر السابق ذكرة.
