حققت غوغل قفزة نوعية في مجال الحوسبة الكمومية مع إطلاق شريحة Willow الجديدة. هذه الشريحة، وفقًا للشركة، تقلل الأخطاء وتتفوق بشكل كبير على المعايير القياسية في الحوسبة الكمومية، وقادرة على حل مسائل معقدة في دقائق معدودة، الأمر الذي يتطلب من أقوى أجهزة الكمبيوتر التقليدية تريليونات السنين، وهي أطول من عمر الكون. هذا الإنجاز يمثل نقلة نوعية في هذا المجال، حيث تمكنت جوجل من تجاوز تحدٍ عجز العلماء عن حله لثلاثة عقود.
وفي منشور على منصة X بتاريخ 9 ديسمبر، قال الرئيس التنفيذي لشركة Google، ساندر بيتشاي، إن الرقاقة اجتازت تحديًا دام 30 عامًا في هذا المجال. وقال في منشور لاحق: «نرى أن شريحة Willow خطوة مهمة في رحلتنا لبناء حاسوب كمي مفيد مع تطبيقات عملية في مجالات مثل اكتشاف الأدوية، والطاقة الاندماجية، وتصميم البطاريات، والمزيد».
اقرأ أيضًا.. آلات تتمتع بقدرات أكبر من الكمبيوتر التقليدي.. ما الحوسبة الكمومية؟
يمثل تطوير غوغل معلمًا رئيسيًا في السباق المستمر منذ عقود لبناء أجهزة كمبيوتر كمومية دقيقة بما يكفي لتكون لها تطبيقات عملية. وقد حظيت الشريحة الجديدة بإشادة شخصيات تكنولوجية رائدة أخرى، بما في ذلك إيلون ماسك وسام ألتمان. وأعاد ألتمان، الرئيس التنفيذي لشركة OpenAI، نشر الإعلان مهنئًا الشركة على التطوير، بينما رد ماسك على منشور باشاي قائلاً: «رائع».
ما هي أجهزة الكمبيوتر الكمومية وكيف تعمل؟
الكمبيوتر الكمومي قادر على حل مسائل معقدة بشكل أسرع بكثير من أسرع أجهزة الكمبيوتر التقليدية التي نستخدمها اليوم. هذه القوة السحرية تأتي من ميكانيكا الكم، وهي فرع من الفيزياء يدرس سلوك المادة على المستوى الذري والجزيئي.
بدلاً من استخدام البتات (bits) التي تحمل قيمة 0 أو 1، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية الكيوبتات (qubits). الكيوبتات تمتلك خاصية فريدة تسمى “التراكب”، مما يعني أنها يمكن أن تكون 0 و 1 في نفس الوقت! هذه الخاصية تسمح للكمبيوتر الكمومي بمعالجة كم هائل من المعلومات في وقت واحد، مما يجعله أداة قوية لحل مشاكل معقدة.
ما هي استخدامات أجهزة الكمبيوتر الكمومية؟
- اكتشاف الأدوية: يمكن للكمبيوترات الكمومية تسريع عملية اكتشاف الأدوية الجديدة بشكل كبير، مما يساعد على تطوير علاجات لأمراض مثل السرطان وألزهايمر.
- تطوير المواد: يمكن استخدام الكمبيوترات الكمومية لتصميم مواد جديدة بخصائص محددة، مثل المواد فائقة التوصيل التي يمكن أن تحدث ثورة في مجال الطاقة.
- التحسين المالي: يمكن للكمبيوترات الكمومية تحسين استراتيجيات الاستثمار وتقليل المخاطر في الأسواق المالية.
- الذكاء الاصطناعي: يمكن للكمبيوترات الكمومية تسريع تطوير خوارزميات التعلم الآلي، مما يؤدي إلى أنظمة ذكاء اصطناعي أكثر قوة.
- محاكاة الأنظمة المعقدة: يمكن للكمبيوترات الكمومية محاكاة أنظمة معقدة مثل الجزيئات والذرات، مما يساعد العلماء على فهم الكون بشكل أفضل.
التحديات التي تواجه أجهزة الكمبيوتر الكمومية
على الرغم من الإمكانات الهائلة للكمبيوترات الكمومية، إلا أنها لا تزال في المراحل الأولى من التطوير. أحد أكبر التحديات التي تواجهها هو الحفاظ على استقرار الكيوبتات. الكيوبتات حساسة للغاية للتداخل الخارجي، مثل الحرارة والإشعاع، مما يؤدي إلى أخطاء في الحسابات.
اقرأ أيضًا.. الكمبيوتر العملاق «دوجو».. استثمار ماسك لدعم السيارات ذاتية القيادة
مشكلة الأخطاء: كلما زاد عدد الكيوبتات في الشريحة، زاد عدد الأخطاء التي تظهر. هذا يعني أنه من الصعب جداً بناء أجهزة كمبيوتر كمومية كبيرة وقوية.
العتبة الكمومية: العلماء يعملون جاهدين لتحقيق ما يسمى “العتبة الكمومية”، وهي النقطة التي تتجاوز فيها فوائد الكيوبتات الإضافية أضرار الأخطاء. بمعنى آخر، يجب أن تكون الأجهزة الكمومية قادرة على تصحيح الأخطاء بشكل فعال مع زيادة عدد الكيوبتات.
متى تصبح التطبيقات التجارية للشريحة الجديدة متاحة؟
نشرت شركة جوجل تجربة في مجلة Nature العلمية يوم الاثنين تظهر الإمكانات الجديدة لشريحة Willow. أظهرت الدراسة أنه كلما تم زيادة عدد الكيوبتات في شريحة Willow، انخفض معدل الخطأ. وقالت جوجل أيضًا إن الأخطاء في شريحتها الجديدة يمكن تصحيحها عند حدوثها.
وقال مايكل كوثبرت، مدير مختبر جوجل للذكاء الاصطناعي الكمي، لبي بي سي إن التطبيقات التجارية لرقائق الحوسبة الكمومية لن تكون متاحة قبل عام 2030، على أقرب تقدير.
وأشاد الخبراء بجهود الشركة ووصفوها بأنها تقدم كبير في هذا المجال. قال تشاو يانج لو، عالم فيزياء الكم بجامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية في شنغهاي، لمجلة Nature: «يُظهر هذا العمل تقدمًا تكنولوجيًا ملحوظًا حقًا».
اقرأ أيضًا.. الذكاء الاصطناعي.. هل يقود النمو لعمالقة الحوسبة السحابية؟
بحسب تقرير لـ«بيزنس إنسايدر»، فإن أجهزة الكمبيوتر الكمومية الحالية في السوق صغيرة جدًا وترتكب الكثير من الأخطاء بحيث لا يمكن استخدامها لتحقيق مكاسب تجارية. ومع ذلك، فقد أظهر التطوير الأخير الذي قامت به Google إمكانية تحقيق انخفاض كبير في معدل الخطأ من خلال زيادة الحجم. وفي منشور بالمدونة، أشادت غوغل أيضًا بأداء ويلو في معيار أخذ عينات الدوائر العشوائية، وهي طريقة لاختبار أداء أجهزة الكمبيوتر الكمومية، ووصفته بأنه «مذهل».
أنجزت الشريحة عملية حسابية معقدة في أقل من خمس دقائق، وهي عملية تستغرق أقوى أجهزة الكمبيوتر التقليدية اليوم ما يزيد عن 10 سيبتيليون سنة لإنجازها. هذا يعني أن الحساب الذي تستغرقه الشريحة دقائق معدودة، سيستغرق حاسوب تقليدي وقتًا أطول بكثير من عمر الكون نفسه.
