أقوى جهاز كمبيوتر في العالم

وتجري حاليا شركتا IBM وGoogle تطوير أنظمة الحوسبة الكمية التي تحتوي على مئات الآلاف إلى الملايين من البتات الكمومية، ومن المتوقع أن تكتمل في غضون السنوات العشر المقبلة.

كمبيوتر IBM الكمومي. الصورة: آي بي إم

في أواخر العام الماضي، سجلت شركة IBM رقماً قياسياً لأكبر حاسوب كمي بمعالج يحتوي على 433 بت كمي، أو كيوبت، وهي وحدة معالجة المعلومات الكمومية. وفي قمة مجموعة السبع، أعلنت الشركة عن طموح أكبر: وهو إكمال بناء جهاز كمبيوتر بسعة 100 ألف كيوبت خلال السنوات العشر المقبلة.

قالت شركة آي بي إم إنها ستنفق 100 مليون دولار لإنشاء حاسوب عملاق قادر على حل المشكلات التي لا يستطيع أي حاسوب عملاق آخر حلها. تتمثل فكرة شركة IBM في استخدام هذا الكمبيوتر الذي يحتوي على 100 ألف كيوبت، جنبًا إلى جنب مع أفضل أجهزة الكمبيوتر العملاقة، لإنشاء أدوية جديدة، وأسمدة جديدة، ومركبات بطاريات جديدة، ومجموعة من التطبيقات الأخرى.

تعمل الحوسبة الكمومية على معالجة المعلومات استنادًا إلى استغلال خصائص الجسيمات الأولية. يمكن للإلكترونات والذرات والجزيئات الصغيرة أن تتواجد في حالات طاقة متعددة في نفس الوقت، وهي الظاهرة المعروفة باسم مبدأ التراكب، ويمكن ربط حالات الجسيمات معًا. يمكن أن يوجد كل كيوبت في الحالتين 0 و1 في نفس الوقت، بدلاً من 0 أو 1 مثل بت الكمبيوتر التقليدي، وبالتالي يمكنه إجراء حسابات متعددة في نفس الوقت.

حاسوب كمي بمليون كيوبت

وعلى الرغم من وعودها، فإن أجهزة الكمبيوتر الكمومية لم تتمكن بعد من القيام بأي شيء مفيد لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر العملاقة التقليدية القيام به. والسبب هو أنهم لا يملكون عددًا كافيًا من البتات الكمومية، وأنظمة الحوسبة الكمومية تتعرض للاضطراب بسهولة بسبب الاضطرابات الصغيرة، التي تسمى 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.

لذلك، فإن عدد البتات الكمومية وحده لا يمثل قدرات الحاسوب الكمومي. لا تزال التفاصيل المحددة حول كيفية بناء وحدات البت الكمومية، وكيفية تصحيح الأخطاء بسبب الضوضاء، وكيفية عملها في الممارسة العملية، بحاجة إلى تحديد.

تقول شركة جوجل إنها ستقوم بتطوير حاسوب كمي بمليون كيوبت هذا العقد. الصورة: رويترز

لا تعد شركة IBM الشركة الوحيدة التي تهدف إلى تحقيق أهداف كبيرة. وتقول شركة جوجل إنها تريد إنشاء جهاز كمبيوتر كمي يحتوي على مليون كيوبت بحلول نهاية العقد، مع 10 آلاف 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. تهدف شركة PsiQuantum، مثل Google، أيضًا إلى بناء كمبيوتر كمي بمليون كيوبت، لكنها لم تكشف عن الجداول الزمنية أو تكوينات تصحيح الأخطاء.

لا يوجد ضمان للنجاح.

تتكون وحدات كيوبت من شركة آي بي إم حاليًا من حلقات معدنية فائقة التوصيل، والتي تشبه الذرات عند التشغيل في درجات حرارة ميلي كلفن، أي أعلى بقليل من الصفر المطلق، أو -273 درجة مئوية. وتقول شركة IBM إن وحدات البت الكمومية من هذا النوع لا يمكنها التوسع إلا إلى 5000 وحدة بت كمومية باستخدام التكنولوجيا الحالية، وهو ما لا يكفي لتوفير فائدة حسابية كبيرة.

في الوقت الحالي، يتطلب كل كيوبت فائق التوصيل من IBM حوالي 65 واط للعمل. بـ 100 ألف كيوبت، سيستغرق الأمر محطة طاقة نووية لتشغيل الكمبيوتر ومليارات الدولارات لتطويره. وقال جاي جامبيتا، نائب رئيس قسم الحوسبة الكمومية في شركة آي بي إم، إن الشركة تخطط لاستخدام تقنية "أشباه الموصلات المعدنية التكميلية" (CMOS) التي يمكن تركيبها بجوار البتات الكمومية لتشغيلها بعشرات الملي واط فقط من الطاقة.

ويعترف جامبيتا بأن تقنية CMOS لا تزال في مرحلة تجريبية وأن التكنولوجيا اللازمة لأجهزة الكمبيوتر العملاقة الكمية غير موجودة بعد.

لا يوجد ما يضمن أن مبلغ الـ 100 مليون دولار الذي تم إنفاقه على هذا المشروع سيكون كافياً لإنشاء جهاز كمبيوتر بسعة 100 ألف كيوبت. وقال جامبيتا "هناك مخاطر بالتأكيد".

قال جو فيتزسيمونز، الرئيس التنفيذي لشركة هورايزون كوانتم، وهي شركة تطوير برمجيات كمية مقرها سنغافورة: "لن تكون الرحلة سلسة تمامًا".

وقال فيتزسيمونز إن خطة آي بي إم تبدو معقولة، على الرغم من وجود العديد من العقبات المحتملة. وأضاف الخبير: "على هذا النطاق، سيكون من الصعب للغاية تطوير أنظمة تحكم يمكنها تشغيل مثل هذا العدد الكبير من الكيوبتات بكفاءة".

وفقا لزينغ

مصدر: https://baohatinh.vn/thiet-bi-so/chiec-may-tinh-manh-nhat-the-gioi/249183.htm