في عالم التكنولوجيا المُتسارع، أعلنت شركة أمازون ويب سيرفيسز (AWS) عن تطويرها لشريحة حوسبة كمومية جديدة، تُمهد Amazon Ocelot الطريق لإنشاء حواسيب كمومية قابلة للاستخدام بكفاءة أعلى مُقارنة بالتقنيات الحالية.
وفقًا لشركة AWS، فإن شريحة Ocelot قادرة على تصحيح الأخطاء الكمومية بشكل أكثر فعالية، والذي يجعلها تتطلب عُشر (⅒) الموارد التي تحتاجها الشركات المُنافسة مثل Google وIBM لتحقيق نفس الهدف.
اقرأ أيضًا:
مايكروسوفت تكشف عن شريحة الحوسبة الكمومية Majorana 1
إنفيديا والذكاء الاصطناعي | رحلة من الابتكار إلى التريليون دولار
Amazon Ocelot: خطوة لتصحيح الأخطاء
شريحة Ocelot التي طورتها AWS تعتمد على نوع خاص من الكيوبتات يُسمى “كيوبت القطة” (cat qubit)، وهو مُستوحى من تجربة قطة شرودنجر الفكرية الشهيرة، حيث تكون القطة في حالة تراكب بين الحياة والموت في نفس الوقت.
كيوبتات القطة تتميز بمُقاومة أكبر لأحد نوعيّ الأخطاء الرئيسية التي تواجهها الكيوبتات التقليدية، وهي الأخطاء الناجمة عن التغيرات في الطور (phase errors).
وفقًا للبروفيسور أوسكار باينتر -رئيس قسم الأجهزة الكمومية في AWS- فإنّ شريحة Ocelot قادرة على تصحيح كلا النوعين من الأخطاء الكمومية، ممّا يجعلها أكثر كفاءة من الشرائح الكمومية الأخرى.
هذه القدرة على تصحيح الأخطاء تعني أن الحواسيب الكمومية التي تعتمد على تقنية Amazon Ocelot قد تتطلّب عددًا أقل من الكيوبتات لتحقيق نفس مستوى الأداء، مما يقلل من التكلفة والتعقيد.
التحديات الكبرى في الحوسبة الكمومية
الحواسيب الكمومية تعد بأن تكون أقوى بكثير من الحواسيب التقليدية، حيث تعتمد على مبادئ ميكانيكا الكم لمُعالجة المعلومات. بينما تعمل الحواسيب التقليدية باستخدام البتات (bits) التي يمكن أن تكون إمّا 0 أو 1.
تعتمد الحواسيب الكمومية على الكيوبتات (qubits) التي يمكن أن تكون في حالة تراكب كمي، أي أنها يمكن أن تكون 0 و1 في نفس الوقت. هذا التراكب يمنح الحواسيب الكمومية قدرة هائلة على مُعالجة المعلومات بشكل أسرع وأكثر تعقيدًا.
ومع ذلك، فإن الكيوبتات حساسّة للغاية للاضطرابات الخارجية، والي يؤدي إلى حدوث أخطاء كثيرة أثناء العمليات الحسابية. هذه الأخطاء تُشكّل عقبة رئيسية أمام تطوير حواسيب كمومية عملية وقابلة للاستخدام على نطاق واسع. ولذلك، فإن تصحيح الأخطاء الكمومية يُعد أحد التحديات الرئيسية التي تواجه الباحثين في هذا المجال.
مُقارنة Amazon Ocelot ومثيلاتها
شركات مثل Google وIBM تعتمد على تقنيات مُختلفة لتصحيح الأخطاء الكمومية، مثل إضافة المزيد من الكيوبتات لمُشاركة المعلومات وتصحيح الأخطاء.
على سبيل المثال، أعلنت Google عن شريحة كمومية تحتوي على 53 كيوبت في عام 2019، وتبعتها بشريحة أخرى تحتوي على 72 كيوبت في عام 2021. ومع ذلك، فإن هذه التقنيات تتطلب عددًا كبيرًا من الكيوبتات الفيزيائية لإنشاء كيوبت منطقي واحد خالٍ من الأخطاء، ممّا يجعلها مُكلفة ومُعقدّة.
في المُقابل، تقنية AWS تعتمد على كيوبتات القطة التي تتطلّب عددًا أقل من الكيوبتات لتصحيح الأخطاء. وفقًا لحسابات AWS، فإن تقنيتهم قد تحتاج إلى ما بين خُمس إلى عُشر الموارد التي تتطلبها التقنيات الأخرى. بالتالي، فإنها أكثر فعاليةً من حيث التكلفة والطاقة.
التحديات المُستقبلية
على الرغم من التقدّم الكبير الذي أحرزته AWS بتقنية Ocelot، إلا أن الطريق نحو تطوير حواسيب كمومية قابلة للاستخدام على نطاق واسع لا يزال طويلًا. هناك العديد من التحديات الهندسية والعلمية التي يجب التغلُّب عليها، بما في ذلك تحسين استقرار الكيوبتات، وتقليل مُعدلات الأخطاء، وزيادة عدد الكيوبتات في الشريحة الواحدة.
البروفيسور أندريا موريلو -عالمة الفيزياء الكمومية في جامعة نيو ساوث ويلز- أشارت إلى أن تطوير AWS مُثير للإعجاب، خاصةً بالنظر إلى أن الشركة دخلت مجال الحوسبة الكمومية بعد مُنافسيها الرئيسيين. ومع ذلك، فإنها تؤكد أن هناك حاجة إلى مزيد من البحث والتطوير قبل أن تصبح هذه التقنيات جاهزة للاستخدام العملي.
الحوسبة الكمومية لا تزال في مراحلها الأولى، ولكن التطورات الأخيرة التي أعلنت عنها شركات مثل AWS وGoogle وIBM تشير إلى أن هذا المجال يتقدم بسرعة. إذا تم التغلب على التحديات الحالية، فإن الحواسيب الكمومية يمكن أن تحدث ثورة في العديد من المجالات، بما في ذلك الطب، والذكاء الاصطناعي، والتشفير، والعلوم الطبيعية.
في النهاية، فإن شريحة Amazon Ocelot تُمثل خطوة مُهمة نحو تحقيق حواسيب كمومية عملية، ولكنها ليست سوى جزء من الجهود العالمية لتحقيق هذا الهدف. مع استمرار التقدم التكنولوجي، يمكن أن نشهد في المُستقبل القريب ظهور حواسيب كمومية قادرة على حل مشاكل مُعقّدة كانت تعتبر مُستحيلة في السابق.
?xml>
