كتب – رامز يوسف:
طور العلماء حاسوبًا كميًا يستخدم الضوء لمعالجة البيانات، ما يمهد الطريق لأجهزة الكمبيوتر الكمومية التي يمكنها العمل في بيئة شبكية في درجة حرارة الغرفة.
النظام الجديد، المسمى أورورا، هو أول حاسوب كمي فوتوني في العالم يمكنه العمل على نطاق واسع باستخدام عدة وحدات مترابطة من خلال كابلات الألياف الضوئية. يقول ممثلو Xanadu إن النظام يقدم حلاً لبعض أكبر مشاكل الحوسبة الكمومية – وهي التشغيل على نطاق واسع، والتسامح مع الخطأ وتصحيح الخطأ.
قال الباحثون في دراسة نُشرت في مجلة Nature إن هذا الاختراق يمكن أن يؤدي إلى إنشاء مراكز بيانات كمية قابلة للتطبيق مع تسامح أعلى مع الخطأ ومعدلات خطأ أقل مما يمكننا تحقيقه اليوم.
قال كريستيان ويدبروك، مؤسس ورئيس شركة Xanadu، الشركة التي تقف وراء النظام الجديد، في بيان: “التحديان الكبيران المتبقيان للصناعة هما الأداء المحسن للحاسوب الكمومي (تصحيح الأخطاء والتسامح مع الأخطاء) وقابلية التوسع (الشبكات)”.
البتات الكمومية التقليدية، أو البتات الكمومية الفائقة التوصيل، هي اللبنات الأساسية للحوسبة الكمومية وتحمل المفتاح لمعالجة كميات هائلة من البيانات بسرعة.
لكن هذه البتات الكمومية تستخدم إشارات الميكروويف للمساعدة في معالجة البيانات، ما يخلق حرارة يمكن أن تلحق الضرر بالأجهزة. علاوة على ذلك، فإن طرق التبريد الحالية، التي تُستخدم لإنشاء بيئة حوسبة شبه صفرية مطلقة، تلحق الضرر أيضًا بالأجهزة وتجعل الوصول إلى الأجهزة أمرًا صعبًا.
من خلال استخدام البتات الكمومية القائمة على الضوء أو الفوتونية بدلاً من البتات الكمومية الميكروية أو الفائقة التوصيل، ابتكر ويدبروك وفريقه نظامًا قائمًا على الضوء يستخدم شرائح فوتونية متصلة بالشبكة. وهذا يجعل أورورا قابلة للاتصال بطبيعتها، إذ تشكل الألياف الضوئية أساس نظام الشبكات العالمي.
يفترض مطورو أورورا أنه من خلال تقسيم أجهزة الكمبيوتر الكمومية إلى مكونات أصغر وأقل عرضة للخطأ، يمكنهم تعزيز تصحيح الخطأ الكمومي عن طريق ربط الوحدات.
قال داران ميلن، دكتور في نظرية المعلومات الكمومية والرئيس التنفيذي لشركة VividQ للتكنولوجيا، والذي لم يشارك في المشروع، “إن المشكلة الأساسية المتمثلة في تحمل الخطأ وإيجاد طرق لتصحيح أخطاء الحالات الكمومية بشكل أسرع من حدوث الأخطاء تظل تشكل تحديًا كبيرًا لإجراء أي حسابات مفيدة”.
قال ميلن: “بدلاً من محاولة الحوسبة باستخدام حاسوب كمي كبير واحد، يبدو أن باحثي Xanadu يحاولون تقسيمه إلى أنظمة أصغر وأبسط قد يكون من الأسهل تصحيح الأخطاء فيها بشكل فردي.. يبقى أن نرى ما إذا كان هذا يجعل المشكلة أفضل بالفعل أم أنه يضاعف الأخطاء فقط”.
قال الباحثون في البيان: “الفوتونيات هي حقًا أفضل طريقة وأكثرها طبيعية للحوسبة والشبكات.. يمكننا الآن، من حيث المبدأ، توسيع نطاقها إلى آلاف رفوف الخوادم وملايين البتات الكمومية”.
تتضمن التطبيقات المحتملة لإطار عمل الكمبيوتر الكمومي الفوتوني Aurora محاكاة الجزيئات وحساب النتائج المحتملة للتجارب الصيدلانية، ما قد يؤدي إلى القضاء على الحاجة إلى تجارب الأدوية الطويلة. قد تبشر أجهزة الكمبيوتر الكمومية الفوتونية أيضًا بعصر الاتصالات المشفرة عالية الأمان والمعروفة باسم التشفير الكمومي.
تخطط مجموعة Xanadu بعد ذلك للتركيز على القضاء على إشارات الألياف الضوئية الضعيفة بسبب الخسارة الضوئية.
المصدر: livescience
اقرأ أيضا:
