كشف علماء صينيون عن المعالج الكمي Zuchongzhi-3 الجديد، وهو معالج كمي فائق التوصيل بسعة 105 كيوبت، ويُقال إنه أسرع كوادريليون مرّة (10 للأس 15) من أقوى كمبيوتر عملاق تقليدي في العالم. يُمثّل هذا الإنجاز -الذي طوره باحثون في جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية (USTC)- تصعيدًا هائلاً في المُنافسة العالمية في مجال الحوسبة الكمومية، حيث تتنافس ادعاءات الأداء مع شريحة المعالج Willow من جوجل.
ومع زيادة المُنافسة، يبدو أن ارتفاع الإنجاز في الحوسبة الكمومية أقرب من أي وقتٍ مضى. ومع ذلك، يجادل المُشككون بأنه لا يزال على بُعد عقود، حتى مع تزايُّد وتيرة الاختراقات والتطورات الجديدة والمُثيرة للإعجاب.
اقرأ أيضًا:
شريحة Willow الكمومية من جوجل تُهدد تشفير العملات الرقمية!
القدر المحتوم.. هل يُمكننا استبدال شرائح السيليكون في المُستقبل؟
الإنجاز التقني: Zuchongzhi-3
تُمثل بنية (معمارية) Zuchongzhi-3 ترقية كبيرة عن سابقتها Zuchongzhi-2، حيث تأتي بـ 105 كيوبت مُرتبة في مصفوفة 15×7 مع 182 موصلًا لتحسين الاتصال.
يحقق المعالج دقة تشغيلية مُبهرة، مع بوابات كيوبت مُفردة بنسبة 99.90⁒، وبوابات كيوبتين بنسبة 99.62⁒، ودقة قراءة بنسبة 99.13⁒. والأمر الأكثر أهمية هو أن وقت التماسك الذي يبلغ 72 ميكروثانية يمكّن من إجراء عمليات كمية أكثر تعقيدًا قبل حدوث فقدان التماسك.
سمح هذا التحسُّن في الأداء للباحثين بإجراء تجربة أخذ عينات عشوائية من 83 كيوبت و32 دورة أظهرت ميزة حسابية كمية على أجهزة الكمبيوتر التقليدية بمقدار 15 مرتبة من حيث الحجم.
السباق الكمي العالمي: Zuchongzhi-3 وجوجل Willow
يعمل إعلان Zuchongzhi-3 على تكثيف ما أصبح مُنافسة دولية عالية المخاطر. كشفت شركة Google، التي ادعت لأول مرة “التفوق الكمي” في عام 2019 بمعالج Sycamore الذي يحتوي على 53 كيوبت، مؤخرًا عن شريحة Willow التي تحتوي على 105 كيوبت.
وبينما يُطابق عدد البتات الكمومية لـ Zuchongzhi-3، يتبنى Willow نظامًا مُختلفًا من خلال التركيز بشكل كبير على تصحيح الخطأ الكمومي، ممّا يسمح له بإجراء العمليات الحسابية في أقل من 5 دقائق والتي من الناحية النظرية تستغرق ما يقرب من 10 سبتليون سنة بواسطة أجهزة الكمبيوتر العملاقة الكلاسيكية.
وفي الوقت نفسه، اتبعت مايكروسوفت استراتيجية مُختلفة تمامًا مع شريحة المعالج Majorana 1 الذي أصدرته قريبًا. فبدلاً من استخدام البتات الكمومية الفائقة التوصيل التقليدية، ابتكرت Microsoft حالة جديدة تمامًا من المادة -موصل فائق طوبولوجي- لبناء نظام كمي أكثر استقرارًا.
وبينما يتميز حاليًا بـ 8 بتات كمومية فقط، تقول Microsoft أن هذا النظام يوفر مسارًا لأنظمة بملايين البتات الكمومية داخل ثلاجة حوسبة كمومية صغيرة نسبيًا، مما قد يعالج تحديات الاستقرار الأساسية للحوسبة الكمومية.
ما وراء العروض المعملية: هل يقترب التفرد الكمومي؟
في الوقت الذي تُظهر هذه التطورات إنجازات تقنية ملحوظة، تظل أسئلة مُهمة حول متى ستنتقل أجهزة الكمبيوتر الكمومية من العروض المعملية إلى التطبيقات العملية. يعكس تنوع المناهج -من تركيز الصين على سرعة الحوسبة إلى تركيز جوجل على تصحيح الأخطاء والبنية الطوبولوجية لمايكروسوفت- استراتيجيات مُختلفة للتغلُّب على التحديات الكامنة في الحوسبة الكمومية.
يُطوّر فريق جامعة جنوب كاليفورنيا للتكنولوجيا حاليًا أبحاثًا في مجال تصحيح الأخطاء الكمومية، مُطبّقًا نهجًا يعتمد على التشفير السطحي مع خطّط لزيادة تصحيح الأخطاء.
تُوازي هذه الجهود أعمالًا مُماثلة في جوجل ومايكروسوفت، والذي يُشير إلى أن المرحلة القادمة في الحوسبة الكمومية قد تُركّز بشكل أقل على عروض السرعة الخام، وبشكل أكبر على إنشاء أنظمة مُقاومة للأخطاء وقادرة على التشغيل المُستدام والموثوق.
قد تُسرّع هذه المُنافسة التكنولوجية من تفرّد الحوسبة الكمومية، وهي لحظة تُصبح فيها هذه التقنية المُستقبلية عملية وقابلة للتوسّع بما يكفي لحل مُشكلات العالم الواقعي المُعقّدة.
في حين أن عروض المزايا الكمومية الحالية تنطوي في المقام الأول على مهام مُتخصصة ذات تطبيقات عملية محدودة، فإن السباق لتطوير أنظمة أكثر استقرارًا وقابلية للتوسّع يُقرّبنا من مُستقبل يُمكن فيه للحواسيب الكمومية أن تُحدث نقلة نوعية في الصناعات والاكتشافات العلمية.
يتوقع أن تجد تطبيقات المعالج الصيني استخدامات واسعة في مجالات طموحة تهدف إلى تسريع اكتشاف الجزيئات الدوائية، تطوير تقنيات الذكاء الاصطناعي، وتعزيز أمان الأنظمة المشفرة في عصر يشهد نموًا متزايدًا في حجم البيانات وحساسيتها.
يعد نجاح Zuchongzhi-3 إشارة مُبكرة على اقتراب حقبة الحوسبة الكمية الشاملة، والذي قد يجعل التعامل مع التعقيدات الهائلة للبيانات أمرًا مُمكنًا.
?xml>
