وتجري حاليا شركتا IBM وGoogle تطوير أنظمة الحوسبة الكمية التي تحتوي على مئات الآلاف إلى الملايين من الكيوبتات، ومن المتوقع أن تكتمل في السنوات العشر المقبلة.
حاسوب الكم من آي بي إم. الصورة: آي بي إم
في أواخر العام الماضي، حطمت شركة آي بي إم الرقم القياسي لأكبر حاسوب كمي بمعالج سعته 433 بتًا كميًا، أو كيوبت، وهي وحدات معالجة المعلومات الكمومية. وفي قمة مجموعة السبع، أعلنت الشركة عن طموح أكبر: إكمال حاسوب بسعة 100 ألف كيوبت خلال السنوات العشر المقبلة.
أعلنت شركة IBM أنها ستنفق 100 مليون دولار أمريكي لإنشاء حاسوب فائق قادر على حل مشكلات لا يستطيع أي حاسوب فائق آخر حلها. وتتمثل الفكرة في استخدام هذا الحاسوب، الذي تبلغ طاقته 100 ألف كيوبت، مع أفضل الحواسيب الفائقة، لتطوير أدوية وأسمدة ومركبات بطاريات جديدة، بالإضافة إلى مجموعة واسعة من التطبيقات الأخرى.
تعالج الحوسبة الكمومية المعلومات باستغلال خصائص الجسيمات الأولية. يمكن للإلكترونات والذرات والجزيئات الصغيرة أن تتواجد في حالات طاقة متعددة في الوقت نفسه، وهي عملية تُسمى التراكب، ويمكن ربط حالات الجسيمات معًا. يمكن لكل كيوبت أن يتواجد في حالتي 0 و1 في الوقت نفسه، بدلاً من 0 أو 1 كما هو الحال في بت الحاسوب التقليدي، مما يسمح بإجراء حسابات متعددة في الوقت نفسه.
حاسوب كمي بمليون كيوبت
على الرغم من واعدتها، لم تُحقق الحواسيب الكمومية بعدُ أي فائدة تُعجز عنها الحواسيب العملاقة التقليدية. ويرجع ذلك إلى عدم امتلاكها عددًا كافيًا من البتات الكمومية، كما أن أنظمة الحوسبة الكمومية تُعطّل بسهولة بفعل اضطرابات صغيرة تُسمى الضوضاء.
ويتوقع الباحثون أن أنظمة الحوسبة الكمومية سوف تضطر إلى التوسع بشكل كبير، حتى تتمكن من تخصيص جزء كبير من البتات الكمومية لتصحيح الأخطاء الناجمة عن الضوضاء.
لذا، فإن عدد البتات الكمومية وحده لا يُحدد قدرات الحاسوب الكمومي. هناك أيضًا تفاصيل محددة حول كيفية بناء البتات الكمومية، وكيفية تصحيح أخطاء الضوضاء فيها، وكيفية تشغيلها عمليًا.
تقول جوجل إنها ستطور حاسوبًا كميًا بمليون كيوبت خلال هذا العقد. الصورة: رويترز
ليست آي بي إم الشركة الوحيدة التي تطمح إلى تحقيق طموحات عالية. إذ تقول جوجل إنها تريد إنشاء حاسوب كمي بمليون كيوبت بحلول نهاية العقد، مع تخصيص 10,000 كيوبت فقط للحسابات والباقي لتصحيح الأخطاء.
تهدف شركة IonQ إلى الحصول على 1024 "كيوبت منطقي"، يتكون كل منها من دائرة تصحيح أخطاء مكونة من 13 كيوبت فيزيائي، بحلول عام 2028. كما تهدف شركة PsiQuantum، مثل Google، إلى بناء كمبيوتر كمي بمليون كيوبت، لكنها لم تكشف عن الجداول الزمنية أو تكوينات تصحيح الأخطاء.
لا يوجد ضمان للنجاح.
تتكون كيوبتات آي بي إم حاليًا من حلقات معدنية فائقة التوصيل، تشبه الذرات عند تشغيلها في درجات حرارة ميلي كلفن، أي أعلى بقليل من الصفر المطلق، أو -273 درجة مئوية. وتقول آي بي إم إن كيوبتات من هذا النوع لا يمكنها التوسع إلا إلى 5000 كيوبت باستخدام التكنولوجيا الحالية، وهو حجم لا يكفي لتوفير فائدة حسابية تُذكر.
حاليًا، يتطلب كل كيوبت فائق التوصيل من آي بي إم حوالي 65 واطًا لتشغيله. وباستخدام 100,000 كيوبت، سيتطلب الأمر محطة طاقة نووية لتشغيل الآلة ومليارات الدولارات لتطويرها. وصرح جاي جامبيتا، نائب رئيس الحوسبة الكمومية في آي بي إم، بأن الشركة تخطط لاستخدام تقنية "أشباه الموصلات المعدنية المكملة" (CMOS) التي يمكن تركيبها بجوار الكيوبتات لتشغيلها بطاقة لا تتجاوز عشرات الملي واط.
يعترف جامبيتا بأن تقنية CMOS لا تزال في مرحلة تجريبية وأن التكنولوجيا اللازمة لأجهزة الكمبيوتر العملاقة الكمية غير موجودة بعد.
ليس هناك ما يضمن أن مبلغ الـ 100 مليون دولار المُنفق على المشروع سيكون كافيًا لبناء حاسوب بسعة 100 ألف كيوبت. قال غامبيتا: "هناك مخاطرة بالتأكيد".
قال جو فيتزسيمونز، الرئيس التنفيذي لشركة هورايزون كوانتم، وهي شركة تطوير برمجيات كمية مقرها سنغافورة: "لن تكون الرحلة سلسة تمامًا".
قال فيتزسيمونز إن خطة آي بي إم تبدو معقولة، رغم وجود عقبات محتملة. وأضاف: "على هذا النطاق، سيكون من الصعب جدًا تطوير أنظمة تحكم قادرة على تشغيل هذا العدد الكبير من البتات الكمومية بكفاءة".
وفقا لزينغ
[إعلان 2]
مصدر
تعليق (0)