- أظهرت Amazon Web Services يوم الخميس شريحة الحوسبة الكمومية الجديدة ، وهي نموذج أولي يسمى Ocelot.
- تقول الشركة إن Ocelot يمثل اختراقًا في تصحيح الخطأ وقابلية التوسع.
- يتم تسخين حقل الحوسبة الكمومية مع التطورات الأخيرة من Google و Microsoft.
ظهرت Amazon Web Services يوم الخميس لأول مرة في Chip Quantum Chip ، The Ocelot ، حيث تقدمت في السباق لتطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية الوظيفية.
“ما يجعل OCELOT مختلفًا وخاصًا هو الطريقة التي يقترب بها من التحدي الأساسي الذي نواجهه مع أجهزة الكمبيوتر الكم ، وهذا هو الأخطاء التي تكون عرضة لها” ، أخبر Oskar Painter ، مدير الأجهزة الكمومية في AWS Business Insider.
تقول الأمازون ، في الأبحاث المنشورة في مجلة المجلة التي تمت مراجعتها من قبل النظراء ، إن Ocelot يمثل اختراقًا في تصحيح الأخطاء وقابلية التوسع-قضيتان رئيسيتان تباطأا التقدم منذ فترة طويلة في هذا المجال. وقالت الشركة إن النموذج الأولي لـ Ocelot أظهر القدرة على زيادة الكفاءة في تصحيح الخطأ الكمومي بنسبة تصل إلى 90 ٪ مقارنة بالمناهج التقليدية.
وقال رسام “هذه الكفاءة هي شيء على ترتيب عامل من خمسة إلى 10 مرات ، لذلك فهو انخفاض كبير للغاية”. “لا يزال لدينا حوالي عامل مليار لتقليل معدل الخطأ – بحيث يكون فجوة ضخمة – ولكن اتضح أن تصحيح الخطأ الكمومي قد وصل إلى التحدي ، واتضح أنه يمكننا في النهاية سد هذه الفجوة الضخمة.”
Qubits Schrödinger
الحوسبة الكمومية هي مجال متزايد للتكنولوجيا يجمع بين علوم الكمبيوتر والرياضيات وميكانيكا الكم. يعتمد على وحدات المعلومات التي تسمى Qubits بدلاً من البتات الثنائية المستخدمة في الحوسبة الكلاسيكية.
تحتوي Qubits على معلومات أكثر من البتات الثنائية ويمكن أن توجد في حالات متعددة في وقت واحد. ومع ذلك ، فهي غير مستقرة وصعبة القياس وتتطلب شروطًا محددة – مثل الضوء المنخفض أو البيئات الباردة للغاية – لتكرار النتائج بشكل موثوق دون أخطاء ، مما أدى إلى تباطؤ التقدم في هذا المجال لسنوات.
ولكن عندما يتصرفون بشكل متوقع على نطاق كبير بما فيه الكفاية ، تمكن QBits أجهزة الكمبيوتر الكم من حل الحسابات الأكثر تعقيدًا بسرعة أكبر مما يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية. يتفق الباحثون في هذا المجال على أن الحسابات القابلة للحل من خلال الحوسبة الكمومية يمكن أن تساعد في اكتشاف الأدوية الجديدة ، أو تعزيز نمو الغذاء المستدام في المناخات القاسية ، أو تطوير مركبات كيميائية جديدة ، أو كسر أساليب التشفير الحالية ، من بين نتائج أخرى.
أمازون وقالت رقاقة Ocelot تستخدم نوعًا من تقنية Qubit تسمى Cat Qubits ، التي سميت على اسم تجربة فكر القط الشهيرة في Schrödinger. وقال متحدث رسمي إن هذه التكنولوجيا تقمع بشكل جوهري أشكالًا معينة من الأخطاء ، مما يؤدي إلى تبسيط وتقليل تصحيح الخطأ الكمومي المطلوب لبناء كمبيوتر الكم الكامل.
أخبر متحدث باسم Amazon Business Insider أن Chip لديه بنية فريدة تدمج تقنية Cat Qubit ومكونات تصحيح الخطأ الكمومي الإضافية في الشريحة التي يمكن تصنيعها باستخدام العمليات المستعارة من صناعة الإلكترونيات.
كمية “نقطة التحول”
قبل أن تصبح أجهزة الكمبيوتر الكمومية الكاملة والوظيفية مفيدة تجاريًا ، يتفق الباحثون الرسامون وغيرهم من الباحثين الكموميين على أنه يجب على أنه يجب على المزيد من التقدم في تقليل الأخطاء وقابلية التوسع. على الرغم من أن رقاقة Amazon الجديدة لا تعني أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية المفيدة تجاريًا قيد الإنتاج الآن ، إلا أنها الأحدث في سلسلة من التطورات الحديثة في هذا المجال الذي حفز الصناعة ويقترح أن التبني التجاري سيأتي في وقت أقرب مما كان متوقعًا.
وقال روب شويلكوف ، مؤسس وكبير العلماء للدوائر الكمومية ، إن نتائج أبحاث أمازون “تبرز كيف يعد تصحيح الأخطاء الأكثر كفاءة هو المفتاح لضمان الحوسبة الكمومية القابلة للحياة.
يأتي إعلان Amazon حوالي أسبوع بعد أن كشفت Microsoft عن شريحة الكم ، Majorana 1. تقول Microsoft إن شريحةها مدعومة بحالة جديدة من المادة وتتيح الحوسبة الكمومية الأكثر استقرارًا وقابلة للتطوير ومبسطة.
وبالمثل ، أعلنت Google في ديسمبر عن رقاقة الكم ، الصفصاف، والتي تقول الشركة يمكنها إجراء حساب قياسي قياسي في أقل من خمس دقائق. إنها مهمة من شأنها أن تستغرق أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحالية 10 سبتمبر لإكمالها – وهو إطار زمني يتجاوز عمر الكون.
وقال بينتر: “نحن حقًا في وقت مثير للغاية في الحوسبة الكمومية ، وأنت تسمع الكثير عنها لأن هذه نقطة تحول حقيقية”.
من هو في المقدمة؟
أخبر Sankar Das Sarma ، وهو عالم فيزياء المادة المكثفة النظرية في معهد الكم المشترك بجامعة ماريلاند ، شريحة Ocelot من Business Insider من Amazon ، وهي “أكثر تقليدية للتوصيل بالتوصيل ، وربما تشبه تلك التي طورتها شركة Google و IBM ،” أكثر من تلك التي تم الكشف عنها مؤخرًا من قبل Microsoft – على الرغم من أنها أضافت أنها في المقدمة التي كانت في المقدمة في جوجلها.
وكتب داس سارما في رسالة بريد إلكتروني إلى BI: “يعتمد عمل MSFT على أوضاع Topological Majorana Zero ، والتي لديها أيضًا موصل فائق ، ولكن بطريقة مختلفة تمامًا”. “على وجه الخصوص ، فإن جهاز MSFT ، إذا كان يعمل بشكل صحيح ، محمي طوبولوجيًا بأقل حاجة إلى تصحيح الخطأ ، في حين يبدو أن مطالبة AWS هي أنها حققت بعض التحسن في مخططات تصحيح الأخطاء التقليدية. إن النهجين مختلفان تمامًا.”
يراقب الباحثون في هذا المجال تطورات أمازون والشركات الأخرى ، على أمل إثبات أن التكنولوجيا الكمومية ستصبح قابلة للحياة تجاريًا في وقت أقرب مما هو متوقع. في يناير ، نفيديا الرئيس التنفيذي اقترح Jensen Huang أننا لا نزال على بعد 20 عامًا من التكنولوجيا “مفيدة للغاية” ، وإرسال الأسهم الكمومية.
أخبر Troy Nelson ، كبير مسؤولي التكنولوجيا في Lastwall ، وهو مزود للأمن السيبراني لتكنولوجيا Quantum Resilient ، Business Insider أن إعلان كل شركة يمثل لبنة بناء أخرى ستستخدمها الصناعة على طول الطريق إلى كمبيوتر الكم العاملة.
وقال نيلسون: “هناك الكثير من التحديات في المستقبل. ما اكتسبته Amazon في تصحيح الخطأ-وقد أدى إلى بعض المعرفة والاكتشافات العلمية الجديدة في تصحيح الأخطاء-كان مفاضلة للتعقيد وتطور أنظمة التحكم والقراءة من الشريحة”. “ما زلنا في أيام النموذج الأولي ، ولا يزال أمامنا عدة سنوات ، لكنهم حققوا قفزة كبيرة إلى الأمام.”