شريحة"Willow" من "غوغل" تحقق أول تفوق كمي قابل للتحقق على الإطلاق

في إنجاز يمهد الطريق نحو الوصول إلى أول تطبيق في العالم الحقيقي للحوسبة الكمية، قالت شركة غوغل إن شريحتها "Willow" حققت أول تفوق كمي قابل للتحقق، حيث شغّلت خوارزمية تُعرف باسم "Quantum Echoes" تابعة للشركة بسرعةٍ تفوق أفضل خوارزميةٍ تقليدية تعمل على أسرع حاسوبٍ فائقٍ في العالم بـ 13 ألف مرة.

والحوسبة الكمية تشير إلى جيل جديد من الحواسيب لا يعمل بالطريقة التقليدية المعهودة، لكنه يعتمد على مبادئ ميكانيكا الكم - هو فرع من الفيزياء يدرس سلوك الجسيمات الصغيرة جدًا- ويمكنه العمل بسرعة وكفاءة أعلى من الحواسيب العادية.

ويعني التفوق الكمي أن الحاسوب الكمي تمكن من أداء مهمة معينة أو الوصول إلى إنجاز بشكل أسرع وبكفاءة أعلى بكثير من أقوى الحواسيب التقليدية الموجودة حاليًا، والتي كانت ستستغرق آلاف السنين لأداء هذه المهمة.

وأشار سوندار بيتشاي، الرئيس التنفيذي لغوغل، التابعة لشركة ألفابت، في منشور على منصة إكس متحدثًا عن هذا الإنجاز، إلى قدرة الخوارزمية الجديدة على "تفسير التفاعلات بين الذرات في الجزيء باستخدام الرنين المغناطيسي النووي"، لافتًا إلى أن هذا يمهد الطريق أيضًا لاكتشافاتٍ مستقبليةٍ في مجال الأدوية وعلوم المواد، بحسب عدة تقارير.

ونُشرت مجلة نيتشر العلمية عن إنجاز شريحة "Willow"، وفقًا لبيتشاي.

والنتيجة التي تم الحصول عليها باستخدام شريحة "Willow" قابلة للتحقق، أي أنه يمكن تكرارها بواسطة حواسيب كمية أخرى أو إجراء المزيد من التجارب عليها، مما يُقرّب العالم من أول تطبيق عملي للحوسبة الكمية.

وقال بيتشاي: "نحن متحمسون لمعرفة إلى أين سيقودنا هذا (الإنجاز)".

وقالت "غوغل" إن الخوارزمية تستطيع إلى جانب الشريحة حساب بنية الجزيء. وكانت شريحة "Willow" الكمية تمهد الطريق من قبل نحو فهم أعمق للحوسبة الكمية، إذ أثبتت في عام 2019 أن الحاسوب الكمي قادر على حل مسألة كان من الممكن أن يستغرق حلها آلاف السنين باستخدام حاسوب فائق.

وفي وقت لاحق من عام 2024، أظهرت شريحة "Willow" إمكانية تقليل الأخطاء بشكل كبير، وحلّت مشكلة استمرت ثلاثة عقود.

وتُعدّ خوارزمية "Quantum Echoes" نوعًا من خوارزميات الترابط الزمني غير المتسلسل (OTOC)، وهي أداة فيزيائية تُستخدم في الحوسبة الكمية.
وبحسب "غوغل"، يمكن أن تكون خوارزمية "Quantum Echoes" مفيدة في دراسة البنية الداخلية للأنظمة الطبيعية بدءًا من الجزيئات ووصولًا إلى المغناطيسات والثقوب السوداء.

وفي تجربة منفصلة تهدف إلى إثبات جدوى التقنية الجديدة، أظهرت أن المنهج المبتكر، الذي يُوصف بأنه "مسطرة جزيئية"، قادر على قياس مسافات أطول داخل الجزيئات مقارنةً بالطرق التقليدية المستخدمة حاليًا، وذلك بالاعتماد على بيانات مُستخلصة من تقنية الرنين المغناطيسي النووي (NMR) للحصول على معلومات أدق حول البنية الكيميائية للمواد.

وقالت "غوغل"، في منشور عبر مدونتها، إن هذه هي المرة الأولى في التاريخ التي ينجح فيها أي حاسوب كمي في تشغيل خوارزمية قابلة للتحقق تتفوق على قدرة الحواسيب العملاقة، مما يعني إمكانية تكرار النتيجة على أي حاسوب كمي آخر للحصول على النتيجة نفسها، مما يؤكد صحة هذا الإنجاز.

وأضافت "غوغل" أن هذه العملية الحاسوبية القابلة للتكرار، التي تتجاوز حدود الحوسبة التقليدية، تُعد أساسًا للتحقق القابل للتوسع، مما يُقرّب الحواسيب الكمية من أن تصبح أدوات للتطبيقات العملية.