ابتكار ينجز مهمة تحتاج لآلاف السنين في «دقائق»

أعلن علماء غوغل عن ابتكار يمكنهم من إنجاز مهمة، بواسطة أجهزة «الكمبيوتر الكمي» خلال دقائق معدودة فقط، كان يمكن أن يستغرق إكمالها آلاف السنين من خلال أكبر كمبيوتر عملاق تقليدي في العالم، وفقاً لما نشرته مجلة «نيوزويك» الأمريكية.
يُعرف هذا الإنجاز المتمثل في القدرة على حل شيء لا يمكن ل «الكمبيوتر الكلاسيكي» أن يحله، في إطار زمني عملي، باسم «التفوق الكمي»، والذي يُعتبر، على نطاق واسع، علامة فارقة مهمة في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمية، على الرغم من أنه لا يزال هناك طريق طويل قبل أن تصبح هذه الأجهزة الثورية حقيقة واقعة.
ووفقاً لدراسة نشرت في مجلة Nature العلمية، أكمل الكمبيوتر الكمي مهمة محددة لأخذ العينات في غضون 200 ثانية، في حين أن الكمبيوتر العملاق الحالي الأكثر تطوراً على مستوى العالم ربما يستغرق 10000 عام لأداء نفس المهمة، ولقد أصبح البحث الخاص بالكمبيوتر الكمي متاحاً بعد تسريبه عبر الإنترنت قبل شهر.
وبحسب موقع (العربية نت) قال عالم الكمبيوتر بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ويليام أوليفر، في مقال نشرته Nature: «إن هذا العرض للتفوق الكمي على الخوارزميات الكلاسيكية الرائدة على أسرع الحواسيب العملاقة في العالم يعد إنجازاً رائعاً، ومعلماً مهماً للحوسبة الكمية يوحي بشكل تجريبي أن أجهزة الكمبيوتر الكمية تمثل نموذجاً للحوسبة، يختلف اختلافاً أساسياً عن أجهزة الكمبيوتر التقليدية».
وتختلف أجهزة الكمبيوتر الكمية عن الأنظمة التقليدية، بمعنى أن تصميمها يسترشد بالظواهر الغريبة الموضحة في ميكانيكا الكم، وهي الأساس النظري للفيزياء الحديثة التي تشرح طبيعة وسلوك المادة والطاقة على المستوى الذري ودون الذري.
وتعني هذه القدرة أن أجهزة الكمبيوتر الكمية تستطيع أداء مهام معينة بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر التقليدية، ولكن يتطلب الوصول إلى تفوق الكم تصميم معالج كمي ثابت، يمكنه أن يبقي معدلات الخطأ منخفضة مع توفير مساحة حسابية كافية لتنفيذ المهام، وهو أمر يصعب تحقيقه للغاية بالنظر إلى الطبيعة غير المتوقعة لظواهر الكم.
ولكن نجح فريق غوغل، بقيادة جون مارتينيس وسيرجيو بواكسو، في تحقيق تفوق الكم من خلال جهاز الكمبيوتر الكمي، الذي يتكون من 54 كيوبت، وهي وحدات المعلومات الكمية، على الرغم من فشل كيوبت واحد في العمل خلال التجارب - التي تميزت بعمليات تصحيح الخطأ.
ويستغل جهاز الكمبيوتر الكمي ل«غوغل» مبدأين في ميكانيكا الكم المعروفة باسم التراكب والتشابك، وهى ظاهرة فيزيائية محيرة للعقل تتفاعل فيها أزواج أو مجموعات من الجزيئات الصغيرة مع بعضها البعض، بطريقة لم تعد قادرة على وصفها بشكل مستقل، حتى لو كانت مفصولة بمسافات شاسعة - مثل الوجود على جانبي الكون، على سبيل المثال.
وعلى رغم أهمية أحدث النتائج، يجادل أوليفر، بأنه يجب إجراء المزيد من التجارب والأبحاث من أجل جعل أجهزة الكمبيوتر الكمية حقيقة عملية.
كما سارع بعض المنافسين بالتشكيك في هذا الإنجاز الأخير، إذ نشرت مجلة Science ما أعلنته شركة IBM، والتي تعد الشركة صاحبة ابتكار أسرع كمبيوتر عملاق في العالم، وهو الجهاز من طراز «ساميت»، بأن شركة غوغل لم تقف بعد بعتبة التفوق الكمي، وتقول شركة IBM إنه من خلال ضبط طفيف لكيفية قيام جهاز Summit بالتعامل مع نفس مهمة أخذ العينات، التي قام جهاز كمبيوتر غوغل الكمي، يمكن للكمبيوتر العملاق التقليدي إكماله في غضون يومين ونصف، وليس 10000 عام.