شريحة جوجل الكمومية Willow.. تحل المشكلات في خمس دقائق فقط

خطت شركة جوجل خطوة كبيرة إلى الأمام في عالم الحوسبة الكمومية من خلال تقديم شريحة Willow الكمومية الجديدة، حيث تدعي شركة التكنولوجيا أن Willow يمكنها حل المشكلات في خمس دقائق فقط – وهي المهام التي قد تستغرق أجهزة الكمبيوتر التقليدية أكثر من عشرة تريليون سنة لحلها. مكتمل.

لوضع ذلك في الاعتبار، هذا الإطار الزمني يتجاوز عمر كوننا بكثير، ولكن ما هي الحوسبة الكمومية بالضبط، وشريحة ويلو الكمومية وفيم سيتم استخدامها؟ سنحاول الإجابة على بعض هذه الأسئلة بطريقة أبسط.

ما هي الحوسبة الكمومية؟

الحوسبة الكمومية هي نوع متقدم من الحوسبة يستخدم مبادئ ميكانيكا الكم لمعالجة المعلومات. على عكس أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، التي تستخدم البتات كأصغر وحدة بيانات (إما 0 أو 1)، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية البتات الكمومية، أو الكيوبتات. يمكن أن توجد البتات الكمومية في حالة 0 أو 1 أو كليهما في نفس الوقت بسبب خاصية تسمى التراكب. وهذا يسمح لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بمعالجة كمية هائلة من البيانات في وقت واحد، وكلما زاد عدد الكيوبتات الموجودة في الكمبيوتر الكمي، كلما كان أكثر فائدة وأسرع.

الحوسبة الكمومية مع مثال بسيط:

تخيل موقف سيارات يحتوي على 100 مكان، يجب على السيارة الكلاسيكية (مثل الكمبيوتر العادي) فحص كل مكان على حدة لمعرفة أي مكان متاح، وقد يستغرق الأمر بعض الوقت أثناء تجربة كل مكان على حدة، تمامًا كما يتحقق الكمبيوتر العادي من مكان واحد الحل في وقت واحد.

الآن، تخيل سيارة كمية. هذه السيارة مميزة لأنها تستطيع فحص جميع الأماكن الـ 100 في نفس الوقت. لا يحتاج إلى المرور واحدًا تلو الآخر – فهو يعرف على الفور الأماكن الفارغة. هذا يشبه الكمبيوتر الكمي الذي يستخدم التراكب للنظر في احتمالات متعددة في وقت واحد. .

ماذا تدعي جوجل بشأن شريحة Willow الكمومية؟

لقد وضعت شركة جوجل شريحة Willow الكمومية الخاصة بها باعتبارها إنجازًا كبيرًا في الرحلة نحو الحوسبة الكمومية واسعة النطاق. ووفقا للشركة، تحتوي الشريحة على 105 كيوبت، وتعمل على تحسين الاتصال بين الكيوبتات، وهو أمر ضروري لإجراء حسابات أكثر تعقيدا بكفاءة، كما أنها تقلل من معدلات الخطأ، والتي تقول الشركة إنها ظلت تحديا رئيسيا للعديد من الأشخاص في الحوسبة الكمومية.

وأظهرت جوجل قوة ويلو من خلال جعلها تكمل مهمة حسابية في أقل من خمس دقائق، وهو إنجاز تدعي أنه سيستغرق أجهزة الكمبيوتر العملاقة الأكثر تقدمًا في العالم 10 سيبتيليون سنة لا يمكن تصورها.

“كلما زاد عدد الكيوبتات التي نستخدمها في Willow، قل عدد الأخطاء التي نحصل عليها، وأصبح النظام كميًا أكثر. لقد اختبرنا مجموعات أكبر من الكيوبتات المادية، وتوسعنا من شبكة 3×3 من الكيوبتات المشفرة، إلى شبكة 5×5، إلى شبكة 7×7 – وفي كل مرة، باستخدام أحدث التطورات في تصحيح الخطأ الكمي، تمكنا من تقليل الخطأ معدل في النصف. يُعرف هذا الإنجاز التاريخي في هذا المجال باسم “العتبة الفرعية” – وهي “القدرة على تقليل الأخطاء مع زيادة عدد الكيوبتات”، كما قالت جوجل.

ما هي استخدامات الحواسيب الكمومية؟

يقال إن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكن أن تحول مجالات مثل اكتشاف الأدوية والذكاء الاصطناعي والتشفير. يمكن أن تؤدي القدرة على حل المشكلات المعقدة بسرعة إلى تطوير أدوية جديدة وتحسين الخدمات اللوجستية والمزيد.

ومع ذلك، هناك مخاوف أيضا. على سبيل المثال، يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية نظريًا كسر أنظمة التشفير التي تحمي المعلومات الحساسة اليوم. وتعمل شركات التكنولوجيا، مثل أبل، بالفعل على أساليب تشفير “مقاومة للكم” لحماية البيانات من التهديدات الكمومية المستقبلية.

كشف المركز الوطني للحوسبة الكمومية (NQCC) في المملكة المتحدة عن بعض الاستخدامات العملية المحتملة له لبي بي سي. يمكن أن يكون ذلك بمثابة تحسين توزيع شحن البضائع أو توجيه إشارات الاتصالات بكفاءة.

متى ستكون شريحة Willow الكمومية من Google متاحة تجاريًا؟

في حين أن Willow تمثل خطوة كبيرة إلى الأمام، فقد يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن تصبح الحوسبة الكمومية جزءًا من العمليات التجارية اليومية. وقال هارتموت نيفين، الذي يقود مختبر الذكاء الاصطناعي الكمي في جوجل، لبي بي سي إن شريحة ويلو يمكن تطبيقها قريبا في بعض التطبيقات العملية. ومع ذلك، فهو لم يحدد جدولًا زمنيًا لتوافره تجاريًا على نطاق أوسع. وبحسب نيفين، فإن شريحة كمومية قادرة على الاستخدام قد لا تصل. تسويق واسع النطاق قبل نهاية العقد