كتب – رامز يوسف:
طوّر باحثون في الصين وحدة معالجة كمومية (QPU) أسرع بكوادريليون (10¹⁵) مرة من أفضل الحواسيب العملاقة في العالم.
أفاد علماء في جامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية (USTC) في هيفي بأن النموذج الأولي الجديد لرقاقة 105 كيوبت، والمُسماة “Zuchongzhi 3.0″، التي تستخدم كيوبتات فائقة التوصيل، يمثل خطوة مهمة إلى الأمام في مجال الحوسبة الكمومية.
تُنافس هذه الرقاقة نتائج الاختبارات المعيارية التي حققتها وحدة Willow QPU الأحدث من جوجل في ديسمبر 2024، والتي أتاحت للعلماء إثبات تفوقهم الكمي – حيث تتفوق الحواسيب الكمومية على أسرع الحواسيب العملاقة – في الاختبارات المعيارية المختبرية.
استخدم العلماء المعالج لإكمال مهمة على مقياس أخذ العينات العشوائية للدوائر (RSC) المستخدم على نطاق واسع في الحوسبة الكمومية في بضع مئات من الثواني فقط، وفقًا لدراسة جديدة نُشرت في مجلة Physical Review Letters.
أُنجز هذا الاختبار، الذي يتضمن 83 كيوبتًا و32 طبقة من الدوائر العشوائية، أسرع بمليون مرة من النتيجة التي حققتها شريحة Sycamore من الجيل السابق من جوجل، والتي نُشرت في أكتوبر 2024. على النقيض من ذلك، لن يتمكن حاسوب Frontier، ثاني أسرع حاسوب فائق في العالم، من إكمال المهمة نفسها إلا في 5.9 مليار سنة.
على الرغم من أن النتائج تشير إلى أن وحدات المعالجة الكمومية قادرة على تحقيق التفوق الكمي، فإن مقياس RCS المُستخدم يُفضل الأساليب الكمومية. كما أن التحسينات في الخوارزميات الكلاسيكية التي تُحرك الحوسبة الكلاسيكية قد تُسد الفجوة، كما حدث في عام 2019 عندما أعلن علماء جوجل لأول مرة أن حاسوبًا كميًا قد تفوق على حاسوب كلاسيكي – في أول استخدام لمقياس RSC. قال العلماء في الدراسة: “إن عملنا لا يُسهم في تطوير آفاق الحوسبة الكمومية فحسب، بل يُمهّد أيضًا الطريق لعصر جديد تلعب فيه معالجات الكم دورًا أساسيًا في مواجهة تحديات العالم الواقعي المعقدة”.
يتضمن الإصدار الأحدث من Zuchongzhi 105 كيوبتات ترانسمون – وهي أجهزة مصنوعة من معادن مثل التنتالوم والنيوبيوم والألومنيوم ذات حساسية منخفضة للضوضاء – في شبكة مستطيلة بمساحة 15 × 7. ويعتمد هذا على الشريحة السابقة، التي تضمنت 66 كيوبتًا.
يُعد زمن التماسك أحد أهم المجالات الحاسمة لاستمرارية الحوسبة الكمومية في بيئات العالم الواقعي، وهو مقياس لمدى قدرة الكيوبت على الحفاظ على تراكبه والاستفادة من قوانين ميكانيكا الكم لإجراء الحسابات بالتوازي. تعني أزمنة التماسك الأطول إمكانية إجراء عمليات وحسابات أكثر تعقيدًا.
كان هناك تحسن كبير آخر في دقة البوابة وتصحيح الأخطاء الكمومية، والتي كانت عقبة أمام بناء حواسيب كمومية مفيدة. تقيس دقة البوابة مدى دقة البوابة الكمومية في أداء عملها المقصود، حيث تكون البوابة الكمومية مماثلة للبوابة المنطقية الكلاسيكية، وتؤدي عملية محددة على كيوبت واحد أو أكثر، وتتحكم في حالتها الكمومية. تعني كيوبتات الدقة الأعلى أخطاء أقل وحسابات أكثر دقة.
أدى Zuchongzhi 3.0 أداءً رائعًا بدقة بوابة كيوبت واحد متوازية بنسبة 99.90٪، ودقة بوابة كيوبتين متوازيتين بنسبة 99.62٪. تفوقت Willow QPU من Google عليها قليلاً، وبلغت نتائجها 99.97٪ و99.86٪ على التوالي.
قال العلماء في الدراسة إن هذه التحسينات كانت ممكنة إلى حد كبير بفضل التحسينات الهندسية، بما في ذلك تحسينات في أساليب التصنيع وتصميم كيوبتات مُحسّنة بشكل أفضل. على سبيل المثال، يُعرّف الإصدار الأخير مكونات البت الكمومي باستخدام التنتالوم والألومنيوم، المتصلين بعملية قلب رقاقة الإنديوم. هذا يُحسّن الدقة ويُقلل من التلوث.
المصدر: livescience
اقرأ أيضا:
