استحوذت شركة جوجل على عالم التكنولوجيا يوم الاثنين مع Willow، وهي شريحة كمومية جديدة تفوقت حتى على أفضل كمبيوتر عملاق في العالم في اختبار متقدم، ويقول الخبراء إن اكتشافات هذا الأسبوع هي مجرد بداية لمرحلة جديدة من الحوسبة المتطورة.
يمكن للرقاقة الجديدة، التي أبهرت حتى الرئيس التنفيذي لشركة Tesla، إيلون ماسك، إكمال عملية حسابية معقدة في خمس دقائق قد تستغرق أقوى كمبيوتر عملاق 10 سبتيليون سنة، أي أكثر من العمر المقدر للكون، كما كتب هارتموت نيفين، المؤسس والقائد. لـ Google Quantum AI في منشور بالمدونة.
وتمكن باحثو جوجل أيضًا من إثبات لأول مرة أن أخطاء الشريحة لم تتزايد بشكل متناسب مع ارتفاع عدد الكيوبتات، وهي وحدة معالجة المعلومات الأساسية في الكمبيوتر الكمي. تعتبر الكيوبتات في الحوسبة الكمومية أكثر عرضة للأخطاء من الكمبيوتر العادي لأنها حساسة للغاية للتداخل الكهرومغناطيسي وأشكال التداخل الأخرى ولا يمكن أن تبقى في الحالة الكمومية إلا لفترات قصيرة جدًا من الزمن.
ولكن لكي تكون حسابات الشريحة الكمومية منطقية، فإنها تحتاج إلى معدل خطأ منخفض للغاية، كما قال جواد شاباني، أستاذ الفيزياء ومدير مركز فيزياء المعلومات الكمومية بجامعة نيويورك. حظ.
وقال إن التقدم الذي حققته جوجل هو “أحد أبرز الأحداث في العقد الأخير”، وقد يعني أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية تقترب خطوة من أن تصبح أكثر فائدة للأغراض العملية.
تُستخدم أجهزة الكمبيوتر العملاقة “الكلاسيكية”، بما في ذلك الكمبيوتر العملاق “Frontier” الذي يُعرف عمومًا بأنه من بين أقوى أجهزة الكمبيوتر، في عمليات النمذجة والمحاكاة المتقدمة. ومع ذلك، فإن أجهزة الكمبيوتر العملاقة هذه تشبه أجهزة الكمبيوتر المحمولة الشائعة أكثر مما تعتقد. وهي تعمل على النظام الثنائي المكون من 0 و1 الذي تستخدمه أجهزة الكمبيوتر الأقل قوة، وإن كان ذلك على مستوى أكثر تقدمًا. في حين أن أجهزة الكمبيوتر العملاقة قوية بلا شك، إلا أنها عبارة عن قطع ضخمة من الآلات التي تستخدم كميات هائلة من الطاقة لأنظمة التبريد.
تعمل الرقائق الكمومية مثل Willow على نطاق أصغر بكثير. إن الكيوبتات التي تشكل هذه الرقائق عالية الطاقة يبلغ حجمها تقريبًا حجم الذرة، وتعمل وفقًا لقواعد ميكانيكا الكم. تحتوي هذه الرقائق على قوة حاسوبية على مستوى ضئيل ومن المحتمل أن تكون ذات كفاءة أفضل في استخدام الطاقة من أجهزة الكمبيوتر العملاقة، ولكنها أيضًا محدودة في استخداماتها.
يعد الاختبار الذي أجرته Google على Willow بمثابة “مقياس مرجعي” يهدف إلى إظهار قدرة الشريحة الكمومية مقارنة بالأنظمة الأخرى، بما في ذلك أفضل أجهزة الكمبيوتر العملاقة الموجودة. أكملت Google في عام 2019 اختبارًا معياريًا باستخدام شريحة الكم السابقة “Sycamore”، ووجدت في ذلك الوقت أن الشريحة الأقدم يمكن أن تكمل عملية حسابية في 200 ثانية قد تستغرق أفضل أجهزة الكمبيوتر العملاقة آلاف السنين لإكمالها، وفقًا لمنشور مدونة على موقع الويب. وقت.
تحتوي شريحة Willow من Google على حوالي ضعف عدد البتات الكمومية المستخدمة لتشغيل حوسبةها مقارنةً بشريحة Sycamore، كما تتمتع بقوة حوسبة أكبر بشكل كبير من الكمبيوتر العملاق في بعض الاستخدامات.
تُظهر النتائج التي توصلت إليها Google Willow أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكن أن تؤدي أداءً أفضل بكثير من أفضل أجهزة الكمبيوتر العملاقة المتاحة في بعض الحالات، وهو تأكيد كان موضع شك على نطاق واسع قبل بضع سنوات فقط. ومن المحتمل أيضًا أن يحول التركيز على تطوير الرقائق الكمومية المستقبلية بعيدًا عن محاولة إيجاد طريقة لتقليل الأخطاء في المقام الأول، بدلاً من محاولة زيادة عدد الكيوبتات التي تشكل كل شريحة، وفقًا لأستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة رايس ومؤسس مبادرة رايس الكم كادن هازارد.
وقال هازارد إن اكتشاف جوجل يعد رائدًا، لكن هذا لا يعني أنه سيتم استبدال الكمبيوتر المحمول القياسي الخاص بك بكمبيوتر كمي في أي وقت قريب. حظ.
وقال هازارد: “سوف يستغرق الأمر بضع سنوات على الأقل قبل أن نصل إلى هذا النوع من القدرات التي يمكن من خلالها استخدام الكمبيوتر الكمي مباشرة في الأشياء التي لها تطبيقات أعمال، على سبيل المثال”.
وقال ترثاك باتيل، الأستاذ المساعد في علوم الكمبيوتر بجامعة رايس، إن المخاوف بشأن قدرة ويلو على فك تشفير حتى أكثر التشفيرات تقدمًا المستخدمة في الخدمات المصرفية أو التقنية مبالغ فيها أيضًا. حظ. وقال باتيل إن حل مثل هذا التشفير المتقدم سيتطلب شريحة أكثر تقدمًا من ويلو، ويجد الباحثون بالفعل طرقًا لإنشاء تشفيرات مقاومة للكم.
وبدلاً من ذلك، تعد Willow بمثابة نقطة انطلاق نحو تقدم أكبر في الحوسبة الكمومية. وقال باتيل إن النتائج التي توصلت إليها يوم الاثنين أكدت أنها تتفوق على أجهزة الكمبيوتر العملاقة في بعض الحالات وستفعل الكثير لإقناع الرافضين بأن الحوسبة الكمومية المحتملة يجب أن تساعد في نهاية المطاف في تحسين حياة البشر.
ومع ذلك، على الرغم من أن الأمر قد يستغرق عدة سنوات، إلا أنه يمكن استخدام الحوسبة الكمومية المتقدمة لمحاكاة الأنظمة الكمومية الدقيقة بدقة مثل التفاعلات الكيميائية التي يمكن أن تساعد في اكتشاف أدوية جديدة، أو حل مشاكل ميكانيكا الكم لبناء أنواع جديدة من المواد أو محفزات أفضل للتفاعلات. هازارد.
وقال باتيل إنه ربما في وقت أقرب، يمكن لقدرة الحوسبة المتقدمة للرقائق الكمومية أن تساعد في تحسين التنبؤات الجوية أو تبسيط كفاءة سلسلة التوريد، كل ذلك مع احتمال أن تكون أقل استهلاكًا للطاقة من أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحالية.
قال باتيل: نظرًا لأن هذه الأنواع من التطبيقات يمكن تشغيلها بالفعل على شرائح كمومية بعدد أقل من الكيوبتات، وبدون تقليل الأخطاء المتقدم الذي أظهرته جوجل، فإن الرقائق الكمومية الأفضل يمكن أن تُحدث ثورة في هذه المجالات.
وقال باتيل: “إن أكبر مهمة الآن يهتم بها معظم العلماء والمهندسين العاملين في مجال الحوسبة الكمومية هي إظهار فائدة الحوسبة الكمومية وعمليتها لتطبيقات مختلفة في العالم الحقيقي”. “على الرغم من أن هذه التجربة لم تفعل ذلك حتى الآن، إلا أنها تعد معلمًا رئيسيًا في هذه الخطوة.”
ظهرت هذه القصة في الأصل على موقع Fortune.com