معالج يحتوي على 6100 كيوبت يحطم الرقم القياسي بالحوسبة الكمومية

         حُطم رقم قياسي كبير آخر في الحوسبة الكمومية وبفارق كبير: فقد بنى الفيزيائيون الآن مصفوفة تحتوي على 6100 كيوبت، وهي الأكبر من نوعها، وتتجاوز بكثير ألف كيوبت التي احتوتها الأنظمة السابقة.

         هذا من إنجاز علماء من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، الذين استخدموا ذرات السيزيوم بوصفها كيوبتات، وحصروها في مكانها بنظام معقد من الليزر يعمل ملاقط للحفاظ على استقرار الذرات قدر الإمكان.

         تختلف الكيوبتات عن البتات الكلاسيكية في الحواسيب التقليدية باستغلال ما يُعرف بالتراكب: ليس فقط الحالات الثنائية 1 أو 0، بل مجموعة من الاحتمالات التي تسمح بتطوير خوارزميات قادرة على حل مشكلات تُعد بعيدة المنال عن أساليب الحوسبة التقليدية.

         مع ذلك توجد حاجة إلى الكثير من الكيوبتات لجعل خوارزميات الكم عملية. أحد أسباب هذه المصفوفات الكبيرة هو تصحيح الأخطاء، ما يُساعد على التغلب على الهشاشة الكامنة في البت الكمومي بتوفير فائض للتحقق من تشغيل الآلة.

         يقول الفيزيائي مانويل إندريس: «هذه لحظة مثيرة للحوسبة الكمومية للذرات المحايدة. يمكننا الآن أن نرى طريقًا نحو حواسيب كمومية كبيرة مُصححة الأخطاء. لقد وُضعت اللبنات الأساسية في مكانها».

         لم يكن هناك إنجاز واحد مكن هذه القفزة النوعية في أعداد الكيوبت، بل سلسلة من التطورات الهندسية في العديد من المجالات الرئيسية، من ملاقط الليزر إلى حجرة التفريغ «منخفضة الضغط جدًا».

         شكل الاستقرار مشكلةً لأنظمة الحوسبة الكمومية، فقد حافظت الابتكارات في هذه المصفوفة الأخيرة على الكيوبتات في حالة تراكب لما يقرب من 13 ثانية، أي ما يقرب من عشرة أضعاف المدة التي تمكنت من تحقيقها التكوينات السابقة. الأهم أنه يمكن التلاعب بكل كيوبت بدقة 99.98%، ما وضع معيارًا هامًا في قابلية برمجة تكنولوجيا الكم.

يقول الفيزيائي جيوهاي نومورا: «غالبًا ما يُعتقد أن النطاق الواسع، مع المزيد من الذرات، يأتي على حساب الدقة، لكن نتائجنا تُظهر أننا نستطيع تحقيق كليهما. الكيوبتات ليست مفيدة بدون جودة. الآن لدينا الكمية والجودة».

لجعل الحواسيب الكمومية بديلًا عمليًا للحواسيب العملاقة الحديثة، سيتطلب الأمر المزيد من البتات الكمومية ومستويات أعلى من الاستقرار. يعالج الخبراء هذه المشكلة من زوايا مختلفة، ولهذا السبب لا تنطبق سجلات بعض أنواع الحواسيب الكمومية بالضرورة على أنواع أخرى.

يحتاج الباحثون بعد ذلك إلى العمل على استغلال التشابك، ما سيمكن النظام من الانتقال من تخزين المعلومات إلى معالجتها فعليًا. قد نستخدم هذه الحواسيب في المستقبل القريب لاكتشاف مواد جديدة وقوانين أساسية في الفيزياء.

تقول الفيزيائية هانا مانيتش: «من المثير للاهتمام أننا نصنع آلات تساعدنا على التعرف على الكون بطرق لا يمكن إلا لميكانيكا الكم أن تعلمنا إياها».