التكنولوجيا الكبرى هي التي تُعتبر مرصعة بالنجوم على أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، لكن العلماء يقولون إن الاختراقات الرئيسية على بعد سنوات

• أعلنت Microsoft و Amazon و Google مؤخرًا عن نماذج أولية من رقائق الحوسبة الكمومية الجديدة.
• بعض الفيزيائيين متشككين في أن هذا المجال قد تقدم بقدر ما تقول الشركات.
• يقول العلماء إن الحقل يظل ديناميكيًا ومتطورًا ، مع التغلب على العقبات قبل أن يكون مفيدًا.

أصبح مجال الحوسبة الكمومية بارزًا بشكل متزايد بعد الإعلانات الأخيرة عن النماذج الأولية الجديدة للرقائق الكمومية من Google و Microsoft و Amazon. ومع ذلك ، لا يزال بعض المطلعين في الصناعة متشككين في أن التكنولوجيا قد تقدمت بقدر ما تطورت الشركات.

أعلنت Amazon Web Services يوم الخميس عن Chip Ocelot ، وهو نموذج أولي قالت الشركة إن تمثل اختراقًا في تصحيح الأخطاء وقابلية التوسع – قضيتان رئيسيتان تباطأا التقدم منذ فترة طويلة في هذا المجال.

يتبع إعلان أمازون واحد من Microsoft في 19 فبراير قائلة إنها خلقت حالة جديدة من المادة لتشغيل شريحة الكم الجديدة الخاصة بها النموذج الأولي ، Majorana 1 ، في تطور من شأنه أن يدفع الحوسبة الكمومية إلى الأمام.

النموذج الأولي للصفاء من Google ظهر لأول مرة في ديسمبر. وقالت الشركة إن Willow يمكن أن يقوم بحساب قياسي قياسي في أقل من خمس دقائق – وهي مهمة من شأنها أن تستغرق أسرع من أجهزة الكمبيوتر الفائقة التي تم إكمالها 10 سبتمبر ، وهو الإطار الزمني الذي يتجاوز عمر الكون.

يقول عمالقة التكنولوجيا إن تطوراتهم هي تطورات هائلة في مجال الحوسبة الكمومية ، والتي يمكن أن تؤدي في النهاية إلى التطورات الاجتماعية الرئيسية مثل اكتشاف الأدوية الجديدة ، أو تطوير مركبات كيميائية جديدة ، أو كسر أساليب الترميز الحالية لدينا.

ومع ذلك ، أخبر بعض علماء الكمبيوتر والفيزيائيين Business Insider أن الحقل يظل ديناميكيًا ومتطورًا ، مع التغلب على العقبات قبل أن تكون الحوسبة الكمومية مفيدة.

“النكتة ، إنها دائمًا على بعد 25 عامًا”

وقالت فرجينيا لورنز ، أستاذة الفيزياء الذرية والجزيئية والبصرية في كلية الهندسة في جامعة إلينوي ، لا تزال هناك العديد من حواجز الطرق التقنية في طريقة الحوسبة الكمومية الوظيفية وذات الصلة تجاريًا – بمعنى ، أجهزة الكمبيوتر الكم التي تفعل شيئًا مفيدًا للشخص العادي ، بدلاً من العلماء فقط.

وقال لورنز ، الذي أسس أول شبكة كمية متوفرة للجمهور ، والتي تتيح لعلماء المواطنين تجربة التكنولوجيا أثناء زيارة مكتبة أوربانا الحرة: “النكتة هي ، على بعد 25 عامًا دائمًا”. “على الأقل إذا احتفظت بالمناهج الحالية ، فإن المشكلات تقنية ، وهناك الكثير منها ، مقابل الموقف هو أن كل شخص يحاول طرقًا مختلفة لحل مشكلة واحدة.”

الحوسبة الكم هو مجال سريع التطور للتكنولوجيا يعتمد على وحدات المعلومات التي تسمى Qubits بدلاً من البتات الثنائية المستخدمة في الحوسبة الكلاسيكية. توجد Qubits في حالات متعددة في وقت واحد وتتطلب شروطًا محددة مثل البيئات المنخفضة أو البيئات الباردة للغاية لتكرار النتائج بشكل موثوق وبدون أخطاء ، مما جعل التقدم في هذا المجال بطيئًا.

الباحثون الذين تحدثوا إلى BI توافق على أن حواجز الطرق الرئيسية للتقدم في مجال الكم تكمن في قابلية التوسع وتصحيح الخطأ. ومع ذلك ، لا يوجد إجماع حول كيفية الاقتراب ، أقل بكثير من حل ، إما مشكلة.

في أوائل فبراير ، أخبرت Google رويترز أن الشركة تخطط لإصدار تطبيقات الحوسبة الكمومية التجارية في غضون خمس سنوات ، على الرغم من الشك من بعض المطلعين على الصناعة.

أخبر متحدث باسم Google Business Insider أنهم واثقون من نهجه مع Willow والجدول الزمني المتوقع للشركة للتطبيقات الكمومية التجارية. ومع ذلك ، أضافوا أنه من المهم التمييز بين ما تصفه الشركة بأنه اختراق وما يعتبره المجتمع الكمي الأوسع نطاقًا ، مما يبرز أهمية عمليات نشر مراجعة النظراء في المجلات العلمية.

في حين أن عمالقة التكنولوجيا قد حققوا بعض الخطوات في إظهار التقدم في مشكلات الحد من الأخطاء وقابلية التوسع باستخدام مناهج مختلفة ، أخبر خبراء التكنولوجيا الكمومية أنهم لم يقتربوا من حلها.

أخبر Troy Nelson ، عالم الكمبيوتر وكبير مسؤولي التكنولوجيا في Lastwall ، وهو مزود للأمن السيبراني لتكنولوجيا Quantum Resilient ، Business Insider أن إعلان كل شركة يمثل لبنة بناء أخرى ستستخدمها الصناعة لإنشاء كمبيوتر الكم العاملة بدلاً من حل في حد ذاته.

وقال نيلسون “هناك الكثير من التحديات في المستقبل”. على سبيل المثال ، قال ما اكتسبته Amazon في تصحيح الخطأ مع شريحة Ocelot الخاصة به “كانت مفاضلة للتعقيد وتطور أنظمة التحكم والقرصات من الشريحة.”

أخبر راهول ماهاجان ، كبير مسؤولي التكنولوجيا في وحدة تحويل الأعمال الرقمية في ناجارو ، وهي شركة هندسة واستشارية تكنولوجية ، أن مفتاح التقدم الحقيقي في التكنولوجيا الكمومية لا يركز فقط على قياس أو مراقبة سلوك Qubits ، الذي يقضيه على حلوب التكنولوجيا.

وقال ماهاجان “خطوة واحدة هي تخزين Qubits ومراقبة ، والثاني هو التحولات.” “كبشر ، نتطور ؛ في الكيمياء ، تتطور الجزيئات ؛ تتطور الطبيعة. لذلك هناك محاكاة الآن بالنسبة لنا – المحاكاة التي تسيطر عليها – هذه هي الأشياء الكبيرة والمهمة التالية.”

دفعت هذه العقبات المتبقية المتشككين البارزين مثل نفيديا الرئيس التنفيذي Jensen Huang لاقتراح أننا لا نزال على بعد 20 عامًا من التكنولوجيا “مفيدة للغاية”. حتى Oskar Painter ، مدير Anmitum Hardware في AWS ، أخبر Business Insider عند مناقشة ظهور Ocelot Chip للشركة بأن الإطار الزمني لمدة 20 عامًا ربما يكون دقيقًا.

وقال بينتر “أعتقد أنه في مكان ما بين 10 و 20 عامًا ، لدي بعض الثقة الجيدة في أنه سيكون لدينا أجهزة كمبيوتر كمية مفيدة ومفيدة في هذا الإطار الزمني”. “لكننا بحاجة أيضًا إلى اتباع نهج متواضع وواقعي للعمل الذي يتعين علينا القيام به للمضي قدمًا.”

التراجع السابق للبحث

لقد كان الباحثون المدعومين من Microsoft مخطئين بشأن الحوسبة الكمومية من قبل.

تم بعد ذلك تراجع في وقت لاحق فيما بعد تم ترحيلها في وقت لاحق من شريحة Microsoft التي تم تمويلها في عامي 2017 و 2018 ، التي تم نشرها في الطبيعة التي نشرت في Nature من قبل باحثين تمولها Microsoft في عامي 2017 و 2018 ، والتي ادعت أنهما أنشأوا ولايات ميجورانا مماثلة باعتبارها أحدث إعلان للشركة عن شريحة Majorana 1.

في آخر ورقة الطبيعة من Microsoft حول نتائج Majorana الأخيرة ، يشير مقطع في ملف مراجعة النظراء إلى أن افتتاحية المجلة لا تزال تشكك في مطالبات الشركة.

“يرغب فريق التحرير في الإشارة إلى أن النتائج في هذه المخطوطة لا تمثل أدلة على وجود أوضاع Majorana Zero في الأجهزة المبلغ عنها” ، كما يقول ملف مراجعة النظراء. “يتم نشر العمل لإدخال بنية الجهاز التي قد تمكن تجارب الانصهار باستخدام أوضاع Majorana Zero Future.”

أخبر متحدث باسم Microsoft Business Insider أن الشركة قد تلقت بعض الأسئلة العامة حول منهجيتها منذ إصدار أحدث ورقة طبيعية لها. قالوا إن Microsoft واصلت تقدم نهجها الكم منذ تقديم الورقة لأول مرة في 5 مارس 2024.

وقال المتحدث “الخطاب والتشكك كلها جزء من العملية العلمية”. “هذا هو السبب في أننا نكرس في النشر المفتوح المستمر لأبحاثنا ، حتى يتمكن الجميع من البناء على ما اكتشفه الآخرون وتعلمهم.”

وأضاف المتحدث الرسمي: “هناك الكثير من العلوم التي يجب شرحها عندما يتعلق الأمر بالحوسبة الكمومية ، وفي الأسابيع والأشهر المقبلة ، نتطلع إلى مشاركة نتائجنا إلى جانب بيانات إضافية وراء العلم الذي يحول رؤيتنا لمدة 20 عامًا للحوسبة الكمومية إلى حقيقة ملموسة.”

أخبر أحد الفيزيائيات الكمومية الرائدة والرئيس التنفيذي لشركة برمجيات Quantum Business Insider أن مطالبة Microsoft باختراع حالة جديدة من المادة الطوبولوجية تصل إلى أكثر من التسويق. لقد تحدثوا بشرط عدم الكشف عن هويته لمنع شكوكهم في إعلان Microsoft من التسبب في رد فعل عنيف على شركتهم الخاصة ؛ لقد تحقق BI من هويتهم.

وقال الفيزيائي الكمومي “إنه تمييز مهم أنه لا يوجد كمبيوتر الكم الطوبولوجي اليوم”.

ومع ذلك ، فإن الطنانة حول تقدم الحوسبة الكمومية هي صافية إيجابية للباحثين ، حتى لو كانت الإعلانات الصادرة عن عمالقة التكنولوجيا لا تخرج علمياً ، قال لورنز ، أستاذ الفيزياء.

“إنها دورة تغذية ذاتية بعض الشيء لأن المزيد من التمويل يعني المزيد من الاهتمام ، مما يعني المزيد من القدرة والمزيد من الوعد ، هل تعلم؟” قال لورينز. “وأعتقد أن هذا هو السبب في أنه فجأة في المجال العام وعنصر رئيسي حول سبب رؤية الكثير من الأخبار حوله – لأنه لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به لإنشاء كمبيوتر الكم الذي يظهر ميزة محددة على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية ، ويفي ببعض الوعود التي سمعناها بالفعل.”