حقق مختبر Google Quantum AI مؤخرًا تقدمًا كبيرًا وأصدر شريحة حوسبة كمومية جديدة، Willow. حققت الشريحة تحسينات كبيرة في تصحيح الأخطاء الكمومية وأداء الحوسبة، مما يمثل خطوة كبيرة إلى الأمام في الحوسبة الكمومية العملية. حقق Willow تصحيحًا للخطأ الكمي "دون العتبة" لأول مرة، وحل مشكلة أساسية ابتلي بها هذا المجال منذ ما يقرب من 30 عامًا، وحقق انخفاضًا هائلاً في معدلات الخطأ من خلال توسيع نطاق مصفوفة الكيوبت. ويقدم هذا دليلًا قويًا على بناء أجهزة كمبيوتر كمومية عملية واسعة النطاق، ويشير أيضًا إلى أن عصر الحوسبة الكمومية قادم.
أعلن مختبر Google Quantum AI Laboratory مؤخرًا عن إطلاق أحدث شرائح الحوسبة الكمومية Willow، والتي حققت اختراقات كبيرة في مجالين رئيسيين هما تصحيح الأخطاء الكمومية وأداء الحوسبة، مما اتخذ خطوة رئيسية نحو الحوسبة الكمومية العملية.
أهم إنجاز حققه ويلو هو أول إدراك لتصحيح الخطأ الكمي "تحت العتبة"، مما يحل التحدي الأساسي الذي ابتلي به مجال الحوسبة الكمومية منذ ما يقرب من 30 عامًا. وأظهر فريق البحث في ورقة بحثية نشرت في مجلة Nature أنه باستخدام المزيد من الكيوبتات، انخفض معدل خطأ النظام بشكل كبير.
وفي تجارب محددة، اختبر الباحثون مصفوفات 3×3 و5×5 و7×7 على التوالي. ومع زيادة حجم المصفوفة، يقل معدل الخطأ بمقدار النصف في كل مرة. يمثل هذا الإنجاز ميلاد أول نظام نموذجي منطقي للبت الكمي قابل للتطوير ويقدم دليلًا قويًا لبناء أجهزة كمبيوتر كمومية عملية واسعة النطاق.
يقدم جوليان كيلي، مدير الأجهزة الكمومية، شركة Willow وإنجازاتها المذهلة في الفيديو
أداء حاسوبي مذهلفي اختبار أخذ عينات الدوائر العشوائية (RCS)، أظهرت Willow مزايا أداء مذهلة. لقد أكملت عملية حسابية في أقل من 5 دقائق، بينما تحتاج أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم إلى 10 كوادريليون سنة (10 أس 25 سنة) لإكمال نفس العملية الحسابية، وهي أطول بكثير من عمر الكون.
يتم تصنيع شريحة Willow في منشأة تصنيع الرقائق الكمومية المخصصة لشركة Google في سانتا باربرا، وتحتوي على 105 كيوبت. وصلت الشريحة إلى أفضل مستوى في الصناعة في العديد من المؤشرات الرئيسية، من بينها، وقت T1 للكيوبت (الوقت المستغرق للحفاظ على الحالة الكمومية) يقترب من 100 ميكروثانية، وهو أعلى بحوالي 5 مرات من منتج الجيل السابق. .
الخطوة التالية نحو التطبيق العمليقال مؤسس Google Quantum AI Lab إن الهدف التالي للفريق هو تحقيق أول "حساب تطبيق عملي مفيد يتجاوز أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية". إنهم يعتقدون أن جيل رقائق Willow من المتوقع أن يساعد في تحقيق هذا الهدف. تشمل مجالات التطبيق المحتملة ما يلي:
اكتشاف دواء جديد
التصميم الأمثل لبطاريات السيارات الكهربائية
أبحاث الاندماج النووي
تطوير الطاقة الجديدة
ولتعزيز تطوير الحوسبة الكمومية، أطلقت جوجل أيضًا برامج مفتوحة المصدر وموارد تعليمية، بما في ذلك دورات جديدة على منصة كورسيرا لمساعدة المطورين على تعلم أساسيات تصحيح الأخطاء الكمومية واستكشاف سيناريوهات تطبيقات الحوسبة الكمومية المستقبلية بشكل مشترك.
يوضح هذا الإنجاز الخارق الإمكانات الهائلة للحوسبة الكمومية في حل المشكلات المعقدة، كما يوفر إمكانيات جديدة للتطوير المستقبلي للذكاء الاصطناعي والمجالات الأخرى. وقالت جوجل إن الحوسبة الكمومية ستصبح أداة لا غنى عنها لجمع بيانات التدريب التي لا يمكن لأجهزة الكمبيوتر التقليدية الحصول عليها، وتحسين بنيات التعلم المحددة، ومحاكاة أنظمة التأثير الكمي.
إن نجاح شريحة Willow من Google لا يشير فقط إلى أن تكنولوجيا الحوسبة الكمومية على وشك الدخول إلى مرحلة جديدة من التطور، بل يوضح أيضًا إمكاناتها الهائلة في حل التحديات العالمية. في المستقبل، ستلعب الحوسبة الكمومية دورًا متزايد الأهمية في العديد من المجالات مثل أبحاث وتطوير الأدوية، وعلوم المواد، والذكاء الاصطناعي.