شريحة جوجل الكمومية Willow.. تحل المشكلات في خمس دقائق فقط

خطت شركة جوجل خطوة كبيرة إلى الأمام في عالم الحوسبة الكمومية مع طرح شريحة Willow الكمومية الجديدة، حيث تزعم شركة التكنولوجيا أن Willow يمكنها حل المشكلات في خمس دقائق فقط – وهي مهام قد تستغرق أجهزة الكمبيوتر التقليدية أكثر من عشرة سبتلييون عام لإكمالها.

ولوضع ذلك في المنظور الصحيح، فإن هذا الإطار الزمني يتجاوز عمر كوننا بكثير، ولكن ما هي الحوسبة الكمومية بالضبط، وشريحة Willow الكمومية وما الذي سيتم استخدامها من أجله؟ سنحاول الإجابة على بعض هذه الأسئلة بطريقة أبسط.

ما هي الحوسبة الكمومية؟

الحوسبة الكمومية هي نوع متقدم من الحوسبة يستخدم مبادئ ميكانيكا الكم لمعالجة المعلومات. على عكس أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، التي تستخدم البتات كأصغر وحدة بيانات (إما 0 أو 1)، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية البتات الكمومية أو كيوبتات. يمكن أن توجد كيوبتات في حالة 0 أو 1 أو كليهما في نفس الوقت بسبب خاصية تسمى التراكب، يتيح هذا لأجهزة الكمبيوتر الكمومية معالجة كمية هائلة من البيانات في وقت واحد، وكلما زاد عدد البتات الكمومية التي يمتلكها الكمبيوتر الكمومي، زادت فائدته وسرعته.

الحوسبة الكمومية بمثال بسيط:

تخيل موقف سيارات به 100 مكان، يجب على السيارة الكلاسيكية (مثل الكمبيوتر العادي) التحقق من كل مكان على حدة لمعرفة أيهما متاح، وقد يستغرق الأمر بعض الوقت لأنها تحاول كل مكان على حدة، تمامًا مثل الكمبيوتر العادي الذي يتحقق من حل واحد في كل مرة.

الآن، تخيل سيارة كمية، هذه السيارة خاصة لأنها يمكنها التحقق من جميع الأماكن المائة في نفس الوقت، لا يحتاج الأمر إلى المرور واحدًا تلو الآخر – فهو يعرف على الفور النقاط الخالية، هذا يشبه الكمبيوتر الكمومي الذي يستخدم التراكب للنظر في احتمالات متعددة في وقت واحد.

ماذا تدعي جوجل بشأن شريحة الكم Willow؟

لقد وضعت جوجل شريحة الكم Willow باعتبارها اختراقًا كبيرًا في الرحلة نحو الحوسبة الكمومية واسعة النطاق. وفقًا للشركة، تحتوي الشريحة على 105 كيوبت وتحسن الاتصال بين الكيوبتات، وهو أمر ضروري لإجراء عمليات حسابية أكثر تعقيدًا بكفاءة، كما أنها تقلل من معدلات الخطأ، والتي تقول الشركة إنها ظلت تحديًا رئيسيًا للعديد من الأشخاص في الحوسبة الكمومية.

أثبتت جوجل قوة Willow من خلال جعلها تكمل مهمة حسابية في أقل من خمس دقائق، وهو إنجاز تدعي أنه سيستغرق من أكثر أجهزة الكمبيوتر العملاقة تقدمًا في العالم 10 سبتلييون عام لا يمكن تصوره.

“كلما زاد عدد البتات الكمومية التي نستخدمها في Willow، قللنا من الأخطاء، وأصبح النظام أكثر كمومية، لقد اختبرنا مجموعات أكبر من البتات الكمومية الفيزيائية، وتوسعنا من شبكة من البتات الكمومية المشفرة 3×3، إلى شبكة 5×5، إلى شبكة 7×7 – وفي كل مرة، باستخدام أحدث التطورات لدينا في تصحيح الأخطاء الكمومية، تمكنا من خفض معدل الخطأ إلى النصف، يُعرف هذا الإنجاز التاريخي في هذا المجال باسم “أقل من العتبة” – القدرة على تقليل الأخطاء أثناء زيادة عدد البتات الكمومية،” كما قالت جوجل.

ما هو استخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية؟

يقال إن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكن أن تحول مجالات مثل اكتشاف الأدوية والذكاء الاصطناعي والتشفير. يمكن أن تؤدي القدرة على حل المشكلات المعقدة بسرعة إلى تطوير أدوية جديدة وتحسين الخدمات اللوجستية والمزيد.

ومع ذلك، هناك مخاوف أيضًا. على سبيل المثال، يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية نظريًا اختراق أنظمة التشفير التي تحمي المعلومات الحساسة اليوم. تعمل شركات التكنولوجيا، مثل Apple، بالفعل على طرق تشفير “مقاومة للكم” لحماية البيانات من التهديدات الكمومية المستقبلية.

كشف المركز الوطني للحوسبة الكمومية (NQCC) في المملكة المتحدة عن بعض الاستخدامات العملية المحتملة لها لهيئة الإذاعة البريطانية. يمكن أن تكون هذه تحسين توزيع شحن البضائع أو توجيه إشارات الاتصالات بكفاءة.

متى ستكون شريحة Willow الكمومية من Google متاحة تجاريًا؟

في حين تمثل Willow خطوة كبيرة إلى الأمام، فقد يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن تصبح الحوسبة الكمومية جزءًا من العمليات التجارية اليومية. قال هارتموت نيفين، الذي يقود مختبر الذكاء الاصطناعي الكمومي التابع لشركة Google، لبي بي سي إن شريحة Willow يمكن تطبيقها قريبًا في بعض التطبيقات العملية، ومع ذلك، لم يحدد جدولًا زمنيًا لتوافرها التجاري الأوسع، وفقًا لنيفين، قد لا تصل الشريحة الكمومية القادرة على الاستخدام التجاري على نطاق واسع قبل نهاية العقد