قالت شركة جوجل ، إنها حققت طفرة في مجال أبحاث الحوسبة باستخدام جهاز كمبيوتر كمومي لحل مشكلة معقدة في غضون دقائق ستستغرق أقوى حاسوب عملاق اليوم آلاف السنين.
يتوقع باحثو جوجل أن تعمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية في غضون بضع سنوات على تعزيز التقدم في مجالات مثل الذكاء الاصطناعي وعلوم المواد والكيمياء. تعد الشركة منافسين للسباق بما في ذلك IBM Corp و Microsoft Corp لتكون أول من يقوم بتسويق التكنولوجيا وبيعها من خلال أعمال الحوسبة السحابية.
وقال جون مارتينيس ، كبير علماء الشركة للأجهزة الكمومية ، للصحفيين: “نأمل أنه عندما يبدأ الناس في استخدام هذا والنظر في استقرار الأداء والواجهة السحابية ، فإنهم سيشعرون بالحماس الشديد لما نقدمه في Google”.
تم وصف الاختراق في مقال نشر هنا في مجلة نيتشر العلمية. وجاء ذلك بعد أسابيع من الجدل منذ تسريب مسودة حول ما إذا كانت مطالبة Google بـ “التفوق الكمي” صحيحة.
وقالت شركة IBM إن حاسوب عملاق يستخدم تشكيلة مختلفة يمكن أن يحل نفس التحدي في أقل من ثلاثة أيام ، في حين قالت شركة إنتل لصناعة الرقاقات إن “التطبيق العملي الكمي” ظل بعيدًا على بعد سنوات.
دافعت جوجل عن موقفها ، لكنها لم تعارض ادعاءات المنافسين. لقد صنعت حفنة من الرقائق مع 54 “بت” ، أقوى بكثير من رقاقة 64 بت القياسية في العديد من الأجهزة الاستهلاكية. ومع ذلك ، لكي تكون التكنولوجيا مفيدة للعملاء ، ستحتاج إلى تصنيع رقائق بها الآلاف من البتات.
قال مارتينيس إن جوجل ترى “طريقًا” لجهاز كمبيوتر يحتوي على 1000 كيلوبايت ، وأعربت عن ثقتها في أن لديها عملية موثوقة لصنع شريحة جديدة تسمى “سيكامور”.
قادت الحكومتان الأمريكية والصينية في مجال تكنولوجيا الكم المزدهر ، حيث تعهدت بمليارات الدولارات من التمويل للباحثين من الشركات والدولة لتعجيل تطوير الكم وتخفيف المشكلات المحتملة ، بما في ذلك القدرة المتوقعة للتكنولوجيا على كسر التشفير الرقمي.
كانت جوجل من بين المستفيدين من الدعم الأمريكي. قال كبير مسؤولي التكنولوجيا في الولايات المتحدة مايكل كراتسيوس يوم الأربعاء: “لقد حققت الولايات المتحدة قفزة كبيرة للأمام في مجال الحوسبة الكمية”.
على مدى عقود ، سعى علماء الكمبيوتر إلى تسخير فيزياء الكم ، والقوانين التي تحكم سلوك الجسيمات التي تكون أصغر من الذرات ويمكن أن توجد في وقت واحد في ولايات مختلفة.
يمكن ضبط البتات الكمومية ، أو الببتات ، على صفر وواحد في نفس الوقت ، على عكس بتات الكمبيوتر الحالية التي هي إما أصفار أو أصفار.
تتضاعف خاصية التراكب هذه أضعافا مضاعفة عندما تتشابك البتات مع بعضها البعض ، وهذا يعني أنه كلما زاد عدد البتات ، زاد قوة الكم الحاسوبية.
ولكن هناك مشكلة: يحتاج الباحثون الكموميون إلى تبريد البتات إلى حوالي الصفر المطلق (-273 درجة مئوية أو -460 درجة فهرنهايت) للحد من الاهتزاز – أو “الضوضاء” – التي تسبب أخطاء في الحسابات. في هذه المهمة الصعبة ، حققت جوجل ، التي صممت الكثير من الإلكترونيات الخاصة بها وتستخدم الهليوم السائل في التبريد ، تقدمًا كبيرًا.
قارن الرئيس التنفيذي ساندار بيتشاي الإنجاز ببناء أول صاروخ لمغادرة الغلاف الجوي للأرض ولمس حافة الفضاء ، وهو التقدم الذي جلب السفر بين الكواكب إلى عالم الممكن.
“بالنسبة لأولئك منا الذين يعملون في مجال العلوم والتكنولوجيا ، إنها لحظة” عالم الترحيب “التي ننتظرها – أهم معلم حتى الآن في السعي لجعل الحوسبة الكمية حقيقة واقعة ،” كتب Pichai في مدونة هنا
صنع سيكامور ، الذي يبلغ قطره حوالي 10 مم (0.39 بوصة) ، باستخدام أجزاء من الألومنيوم والإنديوم محصورة بين اثنين من رقائق السيليكون. في تجربتهم هذا العام ، تمكن الباحثون من الحصول على 53 من مثيلات Sycamore للتفاعل في حالة الكم.
ثم جعلوا الكمبيوتر الكم يكتشف الأنماط في سلسلة من الأرقام العشوائية على ما يبدو ، وقد نجح في 3 دقائق و 20 ثانية. لقد قدّروا أن نفس المشكلة ستستغرق 10 آلاف عام لحل حاسوب القمة – الأقوى في العالم اليوم – لحلها.
في حين أن البحث الذي تمت مراجعته من قبل النظراء قد أثنى على الثناء ، حيث قام وليام دي أوليفر من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بمقارنته برحلات الأخوان رايت الأولى ، يقول المتشككون إن غوغل تبالغ في إنجازها.
قالت شركة IBM إن الحاسوب العملاق الذي يحتوي على سعة تخزين إضافية على القرص يمكن أن يحل مشكلة الرقم العشوائي خلال يومين ونصف على الأكثر وبدقة أكبر. كما قال إن جوجل تخاطر بتضليل الجمهور من خلال التلميح إلى أن أجهزة الكمبيوتر الجديدة ستحل محل أجهزة الكمبيوتر الموجودة.
كتب داريو جيل ، مدير الأبحاث في آي بي إم في مدونة هنا: “لن تسود أجهزة الكمبيوتر الكمّية” العليا “على أجهزة الكمبيوتر التقليدية ، بل ستعمل بالتنسيق معها ، لأن لكل منها نقاط قوتها الفريدة”.
وافق Torsten Siebert ، مدير برنامج أبحاث الحوسبة الكمومية في جمعية فراونهوفر الألمانية ، على أنه “من المحتمل أن يتحقق تقدم من خلال هذه المجموعات المختلطة”.
أعرب الباحثون أيضًا عن قلقهم بشأن استخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، على سبيل المثال ، لكشف البيانات وكلمات المرور الآمنة أو تمكين أشكال جديدة من المراقبة.
لكن قبل أن تتمكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية من كسر الرموز ، فإن خبراء الأمن لديهم متسع من الوقت للتكيف ، على حد قول مارتينيس.
وقال: “نحن على ثقة تامة بأننا سنبقى جميعنا آمنين وآمنين في المستقبل”.