أخيرًا، جوجل تعلن تحقيقها التفوق الكمي !

التفوق الكمي نقطة فاصلة في تاريخ التكنولوجيا، جوجل تعلن تحقيقها التفوق الكمي ، فمرحبًا بك في عالم الكم

صرحت شركة Google أن فريق من علمائها بقيادة «جون مارتينيز-John Martinis» عالم الفيزياء التجريبية في جامعة كاليفورنيا بسانتا باربرا وجوجل في ماونتن فيو قاموا ببناء جهاز كمبيوتر وصل إلى «التفوق الكمومي-quantum supremacy» وأجرى عملية حسابية قد تستغرق أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة في العالم 10000 عام في 200 ثانية فقط! 

ناسا وتسرب الخبر

تم نشر نتائج اختبارات Google  التي أجريت باستخدام شريحة كمومية تم تطويرها داخل الشركة، يوم الأربعاء  23 أكتوبر في مجلة «Nature» العلمية.

جاء ذلك بعد تسرب مبكر من الورقة البحثية قبل خمسة أسابيع في سبتمبر من قبل الفاينانشيال تايمز ومصادر أخرى أخذته من موقع ناسا الذي يتعاون مع جوجل في مجال الحوسبة الكمومية، لكن تم مسح الورقة المنشورة سريعًآ في ذلك الوقت ولم تؤكد الشركة أنها كتبت الورقة ولم تعلق على القصة وقتها.

التصريح الرسمي

قال «هارتموت نيفين-Hartmut Neven» المدير الهندسي في جوجل عبر مدونته الرسمية:

هذا الإنجاز هو نتيجة سنوات من البحث والتفاني من العديدين، إنها أيضًا بداية رحلة جديدة لمعرفة كيفية تطبيق هذه التكنولوجيا ونحن نعمل مع مجتمع البحث ونترك أدواتنا مفتوحة المصادر لتمكين الآخرين من العمل إلى جانبنا لتحديد التطبيقات الجديدة لتلك التقنية.

الفكرة الرئيسية للحوسبة الكمومية

تتمثل الفكرة وراء الحوسبة الكمومية في تحسين سرعة المعالجة وقوة أجهزة الكمبيوتر لتكون قادرة على محاكاة النظم البيولوجية الكبرى ودفع التقدم في الفيزياء والكيمياء وغيرها من المجالات.

عن طريق محاكاة التفاعلات والحسابات اللازمة للحصول على النتائج في الأبحاث العلمية وتسريعها درجات غير مسبوقة للحصول على نتائج قد تستغرق أعوام في أيام قليلة.

فبدلاً من تخزين وترميز المعلومات بشفرة «ثنائية-binary» مكونة من  0 أو 1 مثل أجهزة الكمبيوتر التقليدية ، تعتمد أجهزة الكمبيوتر الكمومية على «مكدسات- qubits» والتي يمكن أن تكون 0 و 1 في وقت واحد؛ مما يزيد بشكل كبير من كمية المعلومات التي يمكن ترميزها.

شك في النتائج المعلنة

لكن مثل الكثير من التطورات في الذكاء الاصطناعي هناك الكثير من النقاش حول ما يشكل طفرة حقيقية، فيقول الباحثون في «International Business Machines Corp-IBM» -وهي المنافس التقليدي لجوجل في هذا المجال- في مدونة هذا الأسبوع إن محاكاة نفس المهمة التي استخدمتها Google يمكن إجراؤها في غضون يومين ونصف فقط على جهاز كمبيوتر كلاسيكي مزود بسعة تخزين كافية على القرص الصلب وليس 10 آلاف عام!.

فإذا كان التفوق الكمومي يعني القيام بشيء لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر التقليدية  القيام به فهذا ليس الأنجاز الذي تدعيه جوجل.

إنجازات سابقة على جوجل

في الوقت الذي تتسابق فيه أكبر شركات التكنولوجيا في العالم على تطوير جهاز كمبيوتر كمّي يتفوق على الأكاديميين، إلا أن بعض المنتجات متاحة تجاريًا بالفعل. 

عام 2011 أصبحت شركة «D-Wave Systems Inc» في كندا أول شركة تبيع مثل هذا المنتج للشركات والمختبرات الحكومية على الرغم من أن تلك الآلات محدودة ولا يمكنها حل أي مسائل رياضية.

كما أن هناك عدد من الشركات الأخرى بما في ذلك IBM و Microsoft Corp و Rigetti Computing التي تتخذ من كاليفورنيا مقراً لها – تسعى لصنع أجهزة أكثر قوة يمكن للشركات استخدامها، وأتاح بعضهم أيضًا تقنياتهم بشكل مفتوح ​​للباحثين للتجربة عبر الإنترنت.

آراء العلماء

يقول مارتينيز إن:

التفوق الكمي يُعتبر علامة فارقة لأنه يثبت أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكن أن تتفوق على أجهزة الكمبيوتر التقليدية على الرغم من أن ذلك لم يتم إثباته إلى الآن إلا في حالات محدودة للغاية، إلا أن تلك الحالات تثبت لعلماء الفيزياء أن ميكانيكا الكم تعمل كما هو متوقع عند تسخيرها في مشكلة معقدة.

وتقول «ميشيل سيمونز- Michelle Simmons» عالمة فيزياء الكم في جامعة نيو ساوث ويلز في سيدني بأستراليا:

يبدو أن جوجل قد أعطتنا أول دليل تجريبي أن التسارع الكمي يمكن تحقيقه في الواقع.

تطبيقات محدودة للتفوق الكمي

يقول «كريستوفر مونرو- Christopher Monroe» الفيزيائي بجامعة ماريلاند في كوليج بارك

إن إنجاز جوجل قد يفيد الحوسبة الكمومية من خلال جذب المزيد من علماء الكمبيوتر والمهندسين إلى هذا المجال، لكنه يحذر أيضًا من أن الأخبار قد تخلق انطباعًا بأن أجهزة الكمبيوتر الكمومية أقرب إلى التطبيقات العملية السائدة مما هي عليه بالفعل. 

في الواقع يضيف مونرو أن العلماء لم يثبتوا بعد أن الكمبيوتر الكمومي القابل للبرمجة يمكنه حل مهام مفيدة لا يمكن القيام بها بأي طريقة أخرى، مثل حساب الهيكل الإلكتروني لجزيء معين وهي مشكلة صعبة تتطلب خلق نماذج للتفاعلات الكمية.

ويقول «سكوت آرونسون-Scott Aaronson» عالم الحوسبة النظرية في جامعة تكساس

 إن هناك خطوة مهمة أخرى تتمثل في إظهار التفوق الكمي في خوارزمية تستخدم عملية تعرف باسم تصحيح الأخطاء، طريقة لتصحيح الأخطاء الناتجة عن الضوضاء والتي من شأنها أن تدمر أي عملية حسابية، يعتقد الفيزيائيون أن هذا سيكون ضروريًا لتشغيل أجهزة الكمبيوتر الكمومية على نطاق واسع.

وإن التجربة التي ابتكرتها Google لإظهار التفوق الكمومي قد يكون لها تطبيقات عملية: مثل أنشأ بروتوكولًا لاستخدام الحسابات الناتجة عن مولد الأرقام العشوائية الكمومية، فقد قد يكون ذلك مفيدًا في التشفير وخلق العملات المشفرة التي يعتمد أمانها على مفاتيح عشوائية على سبيل المثال.

يعمل مارتينيز على تحقيق هذين الهدفين ويقول أنه سوف يكشف عن نتائج تجاربه في الأشهر المقبلة ويضيف أن هذه التجربة تشبه برنامج اختباري  ليس مفيدًا بحد ذاته لكنه يخبر Google أن الأجهزة والبرامج الكمية تعمل بشكل صحيح.

مصادر:

نيويورك تايمز

مجلة Nature

اقرأ أيضًا، إجراء أول نقل عن بعد كمومي لمعلومات كمية