تمثل شريحة الصفصاف من Google طفرة في الحوسبة الكمومية

أعلنت شركة جوجل عن خطوة كبيرة إلى الأمام في تطوير جهاز كمبيوتر كمي تجاري يوم الثلاثاء، حيث أصدرت نتائج اختبار لشريحة Willow الكمومية.

تظهر هذه النتائج أنه كلما زاد عدد الكيوبتات التي استخدمتها Google في Willow، قللت الأخطاء أكثر وأصبح النظام كميًا أكثر.

وقال فلوريان نيوكارت، كبير مسؤولي المنتجات في شركة Google: “يعد إنجاز Google في تصحيح الأخطاء الكمومية علامة فارقة مهمة نحو الحوسبة الكمومية العملية”. تيرا الكم، مطور خوارزميات الكم وحلول الحوسبة والتطبيقات الأمنية، في سانت غالن، سويسرا.

وقال لـ TechNewsWorld: “إنه يعالج إحدى أكبر العقبات – الحفاظ على التماسك وتقليل الأخطاء أثناء الحساب”.

تعتبر الكيوبتات، وحدة المعلومات الأساسية في الحوسبة الكمومية، حساسة للغاية لبيئتها. وأي اضطرابات حولها يمكن أن تؤدي إلى فقدان خصائصها الكمومية، وهو ما يسمى فك الترابط. كان الحفاظ على استقرار الكيوبت – أو التماسك – لفترة كافية لإجراء حسابات مفيدة تحديًا كبيرًا للمطورين.

كما أن فك الترابط يجعل أجهزة الكمبيوتر الكمومية عرضة للخطأ، وهذا هو سبب أهمية إعلان جوجل. يعد التصحيح الفعال للأخطاء أمرًا ضروريًا لتطوير كمبيوتر كمي عملي.

وقالت ريبيكا كراوثامر، الرئيس التنفيذي لشركة ويلو: “يمثل Willow علامة فارقة مهمة في الرحلة نحو الحوسبة الكمومية المتسامحة مع الأخطاء”. QuSecure، صانع حلول أمنية آمنة الكم في سان ماتيو، كاليفورنيا.

وقالت لـ TechNewsWorld: “إنها خطوة أقرب إلى جعل الأنظمة الكمومية قابلة للتطبيق تجاريًا”.

التقدم نحو الحوسبة الكمومية واسعة النطاق

في مدونة للشركة، أوضح نائب رئيس قسم الهندسة في Google، هارتموت نيفين، أن الباحثين اختبروا مصفوفات أكبر من أي وقت مضى من الكيوبتات الفيزيائية، وتوسعوا من شبكة مكونة من 3×3 كيوبتات مشفرة، إلى شبكة مكونة من 5×5، إلى شبكة مكونة من 7× 7. ومع كل تقدم، خفضوا معدل الخطأ إلى النصف. وكتب: “بعبارة أخرى، حققنا انخفاضًا كبيرًا في معدل الخطأ”.

وتابع: “يُعرف هذا الإنجاز التاريخي في هذا المجال باسم “أقل من العتبة” – وهو القدرة على تقليل الأخطاء مع زيادة عدد الكيوبتات”.

وقال سايمون فريد، نائب الرئيس لتطوير الأعمال والتسويق في شركة “إن الآلات حساسة للغاية، والضوضاء تتراكم سواء من أي تأثير خارجي أو من الاستخدام نفسه”. كلاسيك، مطور برامج لأجهزة الكمبيوتر الكمومية، في تل أبيب، إسرائيل.

وقال لـ TechNewsWorld: “إن القدرة على تقليل الضوضاء أو التعويض عنها تجعل من الممكن تشغيل برامج أطول وأكثر تعقيدًا”.

وأضاف: “يعد هذا تقدمًا كبيرًا فيما يتعلق بتكنولوجيا الرقائق بسبب الاستقرار المتأصل للأجهزة بالإضافة إلى قدرتها على التحكم في الضوضاء”.

وأشار نيفين أيضًا إلى أنه باعتباره أول نظام تحت العتبة، فهو النموذج الأولي الأكثر إقناعًا للكيوبت المنطقي القابل للتطوير الذي تم إنشاؤه حتى الآن. وكتب: “إنها علامة قوية على أنه يمكن بالفعل بناء أجهزة كمبيوتر كمومية مفيدة وكبيرة جدًا”. “تقربنا Willow من تشغيل خوارزميات عملية ذات صلة تجاريًا لا يمكن تكرارها على أجهزة الكمبيوتر التقليدية.”

آثار الصفصاف على الكون المتعدد والأمن

أصدرت Google أيضًا بيانات حول أداء Willow استنادًا إلى اختبار كمبيوتر كمي شائع يُعرف باسم اختبار أخذ عينات الدوائر العشوائية (RCS). “[I]وأوضح نيفين: “يتحقق مما إذا كان الكمبيوتر الكمي يفعل شيئًا لا يمكن القيام به على الكمبيوتر الكلاسيكي”. “يجب على أي فريق يقوم ببناء حاسوب كمي أن يتحقق أولاً مما إذا كان بإمكانه التغلب على الحواسيب الكلاسيكية بنظام RCS؛ وبخلاف ذلك، هناك سبب قوي للشك في قدرتها على معالجة المهام الكمية الأكثر تعقيدًا.

وصف نيفين أداء Willow في معيار RCS بأنه “مذهل”. لقد أجرى عملية حسابية في أقل من خمس دقائق، والتي قد تستغرق أحد أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم 10 سيبتيليون سنة – أي 10 متبوعة بـ 25 صفرًا.

وكتب: “هذا الرقم المذهل يتجاوز الجداول الزمنية المعروفة في الفيزياء ويتجاوز عمر الكون بشكل كبير”. “إنه يضفي مصداقية على فكرة أن الحساب الكمي يحدث في العديد من الأكوان المتوازية، وذلك تمشيا مع فكرة أننا نعيش في أكوان متعددة.”

كريس هيكمان، كبير ضباط الأمن في العامل الرئيسي، وهي شركة لإدارة الهوية الرقمية في كليفلاند، أشادت بـ Willow باعتبارها “علامة فارقة مهمة في الحوسبة الكمومية” لكنها حذرت من أن تصحيح الخطأ الكمي المتقدم من Willow يجعل المجال أقرب إلى التطبيقات الكمومية العملية، مما يشير إلى أن الشركات بحاجة إلى إعطاء الأولوية للتحضير للاضطراب الحتمي للحوسبة الكمومية. الحوسبة في مجالات مثل التشفير والأمن.

وقال لـ TechNewsWorld: “على الرغم من أن هذا التطور لا يغير على الفور الجدول الزمني المتوقع لأجهزة الكمبيوتر الكمومية لكسر معايير التشفير الحالية، إلا أنه يعزز فكرة أن التقدم نحو هذا الإنجاز يتسارع”.

وقال: “إن حالات الاستخدام العملي لأجهزة الكمبيوتر الكمومية تتجاوز التطبيقات التي تفيد الشركات”. “سوف تستغل الجهات الفاعلة السيئة حتماً التكنولوجيا لتحقيق مصلحتها الشائنة.”

وتابع: “سوف يستفيد المتسللون من أجهزة الكمبيوتر الكمومية لفك تشفير المعلومات الحساسة، مما يجعل أساليب التشفير القديمة عفا عليها الزمن”. “وتشمل هذه الخوارزميات مثل آر إس إيه و ECC، والتي تعتبر حاليا غير قابلة للكسر.

احذر من العلاج الكمي للجميع

كارل هولمكفيست، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة لاستوال، وهي شركة تقدم تقنيات تركز على الهوية والمرونة الكمومية، في ماونتن فيو، كاليفورنيا، على أن معدل تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية ذات الصلة بالتشفير يتسارع. وقال لـ TechNewsWorld: “لكنني أفهم أيضًا أن هناك متشككين يعتقدون أن التنمية ليست قريبة كما تبدو أو أنها قد لا تصل أبدًا”.

“لذا، سؤالي للجميع هو: بالنظر إلى أننا إما سننشر حلولًا مرنة كميًا في وقت مبكر جدًا أو بعد فوات الأوان، فما هو السيناريو الذي يحمل المزيد من المخاطر؟” سأل. “هل تفضل فهم الآثار المترتبة على عمليات نشر التشفير ما بعد الكمي، واختبارها في بيئاتك، والاستعداد للنشر بسرعة عند الحاجة – أو المخاطرة بفقدان أسرارك؟”

كشف نيفين أيضًا في مدونته عن سبب تغيير تركيزه من الذكاء الاصطناعي إلى الحوسبة الكمومية. وكتب: “إجابتي هي أن كلاهما سيثبت أنهما أكثر التقنيات تحويلية في عصرنا، لكن الذكاء الاصطناعي المتقدم سيستفيد بشكل كبير من الوصول إلى الحوسبة الكمومية”.

وأشار إدوارد تيان، الرئيس التنفيذي لشركة أمازون، إلى أن الحوسبة الكمومية مصممة بطبيعتها لمعالجة المشكلات المعقدة، لذلك يمكن أن تكون مفيدة جدًا في تطوير الذكاء الاصطناعي. GPTZero، صانع منصة الكشف عن الذكاء الاصطناعي في أرلينغتون بولاية فيرجينيا. وقال لـ TechNewsWorld: “ومع ذلك، فقد رأينا أمثلة على أن الذكاء الاصطناعي الكلاسيكي لا يزال هو الطريقة الأفضل”.

وأضاف Krauthamer من QuSecure: “لقد خرجت من الذكاء الاصطناعي ودخلت عالم الحوسبة الكمومية على وجه التحديد بسبب الوعد الذي يجب أن تفتحه الحوسبة الكمومية للأبواب التي لا تزال مغلقة في عالم الحوسبة الكلاسيكية”.

ومع ذلك، كان لديها كلمة تحذير بشأن التكنولوجيا. وقالت: “الحاسوب الكمومي ليس مجرد حاسوب أكبر وأسرع وأقوى. “إنها تفكر بطريقة مختلفة جذريًا، وبالتالي، سوف تحل أنواعًا مختلفة من المشكلات عما يمكننا حله اليوم. ومن الحكمة أن نكون متشككين إذا تم تقديم الحوسبة الكمومية كعلاج لجميع المهام الحسابية الصعبة.