تُعدّ هذه الرقاقة أحدث معالج كمي طورته جوجل، وتُمثّل إنجازًا هامًا في مجال الحوسبة الكمومية. إليكم أهمّ التفاصيل عنها استنادًا إلى المصادر المتاحة.
مواصفات وأداء رقاقة ويلو:
• عدد البتات الكمومية: تحتوي الرقاقة على 105 بتات كمومية، وهي الوحدات الأساسية للمعلومات في الحوسبة الكمومية، وهو ما يُمثّل زيادةً كبيرةً عن رقاقة جوجل السابقة "سيكامور"، التي احتوت على عدد أقل من البتات الكمومية.
• الأداء: تمكّنت رقاقة ويلو من إجراء عملية حسابية باستخدام أخذ العينات العشوائية للدوائر (RCS) في أقل من 5 دقائق، وهي مهمة كانت ستستغرق من أقوى الحواسيب الكلاسيكية (مثل فرونتير) حوالي 10 سبتيليون سنة (10^25 سنة)، أي أكثر من عمر الكون. وهذا يُظهر تفوقًا كميًا ملحوظًا.
• تصحيح الأخطاء: تُعد الأخطاء الناتجة عن عدم استقرار البتات الكمومية من أكبر التحديات في الحوسبة الكمومية. حققت رقاقة ويلو تقدمًا ملحوظًا في تصحيح الأخطاء الكمومية، حيث انخفضت نسبة الخطأ بشكل كبير مع زيادة عدد البتات الكمومية. هذا الإنجاز، المعروف باسم "تحت العتبة"، يعني أن الأخطاء تتناقص مع زيادة حجم النظام، مما يجعل الحوسبة الكمومية أكثر موثوقية.
ميزات ويلو:
• التراكب والتشابك: تعتمد ويلو على مبادئ ميكانيكا الكم، مثل التراكب، حيث يمكن أن يكون البت الكمومي في حالتي 0 و1 في آنٍ واحد، والتشابك، الذي يُمكّن من معالجة كميات هائلة من البيانات بالتوازي. هذا يمنحها القدرة على حل المشكلات المعقدة التي لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر التقليدية التعامل معها بكفاءة.
• التصميم: تُصنع ويلو باستخدام مواد فائقة التوصيل، وتعمل في درجات حرارة منخفضة للغاية للحفاظ على التماسك الكمومي. طُوّرت في منشأة تابعة لشركة جوجل، على عكس الرقاقات السابقة التي طُوّرت بالتعاون مع جامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا. التطبيقات المستقبلية: على الرغم من أن المهمة الحسابية التي تُنجزها ويلو ليس لها تطبيقات تجارية مباشرة، إلا أن جوجل تهدف إلى استخدام الحوسبة الكمومية في مجالات مثل الطب (تطوير أدوية مُخصصة)، وكيمياء البطاريات، والذكاء الاصطناعي، وطاقة الاندماج النووي الآمنة.
التحديات والمخاوف:
التكلفة والتطبيق التجاري: لا تزال الحوسبة الكمومية باهظة الثمن، ويتوقع خبراء جوجل ألا تتوفر تطبيقات تجارية واسعة النطاق قبل نهاية العقد (2030).
الأمن السيبراني: أثارت ويلو مخاوف بشأن قدرتها المحتملة على اختراق أنظمة التشفير الحالية، مثل تلك المستخدمة في بيتكوين. ومع ذلك، يؤكد الخبراء أن ويلو (باستخدام 105 كيوبت) بعيدة كل البعد عن تهديد تشفير العملات المشفرة، والذي يتطلب ملايين الكيوبتات. ويعمل مطورو العملات المشفرة بالفعل على حلول مقاومة للحوسبة الكمومية.
• الاستقرار: على الرغم من التقدم المحرز في مجال تصحيح الأخطاء، لا تزال هناك حاجة لتطوير كيوبتات منطقية أكثر استقرارًا (قد يتطلب ذلك حوالي 1000 كيوبت فيزيائي لكل كيوبت منطقي).
المنافسة:
جوجل ليست وحدها في هذا السباق، فهناك شركات مثل آي بي إم ومايكروسوفت وأمازون تتنافس أيضًا. على سبيل المثال، كشفت مايكروسوفت عن شريحة "ماجورانا"، التي تعتمد على جسيمات كمية خاصة وتهدف إلى دمج مليون كيوبت في شريحة واحدة.
• في عام 2019، طعنت آي بي إم في مزاعم جوجل بتفوق شريحة سيكامور، مشيرةً إلى أن أجهزة الكمبيوتر التقليدية يمكنها حل نفس المشكلة في وقت أقل باستخدام افتراضات تقنية مختلفة. وقد أخذت جوجل هذه الانتقادات في الاعتبار عند تقدير أداء ويلو.
تأثير ويلو:
• علميًا: يمثل ويلو قفزة نوعية في مجال تصحيح الأخطاء الكمية، وهي مشكلة استمرت لثلاثة عقود. هذا الإنجاز يُقرّب الحوسبة الكمية من أن تصبح عملية وقابلة للتوسع.
اجتماعيًا واقتصاديًا: يفتح جهاز Willow آفاقًا جديدة للابتكار في مجالات الذكاء الاصطناعي والعلوم والطاقة، مما قد يُعيد تشكيل العديد من الصناعات.
الأمن: أثار مخاوف بشأن التشفير، مما دفع جهات مثل البيت الأبيض وشركة Apple إلى تطوير أنظمة تشفير مقاومة للحوسبة الكمومية بحلول عام 2030.
تصريحات بارزة:
• هارتموت نيفن مؤسس Google Quantum AI: لقد تجاوزنا نقطة التعادل"، مشيرًا إلى قدرة Willow على تقليل الأخطاء من خلال زيادة وحدات البت الكمومية.
• جوليان كيلي مدير الأجهزة في Google Quantum AI : هدفنا هو بناء حواسيب كمومية كبيرة ومفيدة ومُصححة للأخطاء، لتوسيع آفاق العلم واستكشاف الطبيعة."
• سوندار بيتشاي الرئيس التنفيذي لشركتي Google وAlphabet وصف Willow بأنه "مبتكر" نظرًا لقدرته على تقليل الأخطاء بشكل كبير.
الخلاصة:
يُمثل Willow تقدمًا ثوريًا في الحوسبة الكمومية، لا سيما في تقليل الأخطاء وتحسين الأداء. رغم أنها ليست جاهزة بعد للتطبيقات التجارية واسعة النطاق، إلا أنها تُقرّب جوجل من تحقيق حاسوب كمي عملي، والذي قد يُحدث نقلة نوعية في مجالات متعددة. ومع ذلك، لا تزال هناك تحديات مثل التكلفة والاستقرار والأمن السيبراني، مع منافسة قوية من شركات أخرى.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق