لأول مرة: كشف المهندسون النقاب عن أول رقاقة مصنوعة من الـquantum بالكامل خصيصاً لحواسيب الرقمية

كانت حوسبة الـquantum العلمية أخذت حيز كبير من الأخبار العلمية في هذا العام وأخذت بالتطور بشكل كبير في الحدود النظرية والتقنية لكن بقي حجر عثرة كبير وهو مزج الـ quantum مع تكنولوجيا رقمية لإخراج معالج رقمي قد يكون هذا هو الحل الذي يبحث عنه الباحثون في جامعة جنوب ويلز UNSW، الذين اكتشفوا نوعاً جديداً من الهندسة المعمارية التي تستخدم أشباه الموصلات القياسية المشتركة لمعالجات الحديثة لإجراء العمليات ال quantum الحسابية.

بمعنى أخر أنها تعني أن قوة ال quantum الحوسبية يمكن أن نحصل عليها باستخدام نفس أنواع التكنولوجيا التي تشكل الأساس لأجهزة الكمبيوتر المكتبية أو الهواتف النقالة ، يقول المصمم أندرو دزورك، مدير قسم التصنيع الوطني الأسترالي في UNSW :” غالباً ما نفكر في الهبوط على سطح القمر كاعظم أعجوبة تكنلوجية في تاريخ البشرية.”

لكن إنشاء رقاقة المعالجات الدقيقة المتكونة من مليارات أنظمة التشغيل التي تعمل معاً مثل سيمفونية التي يمكنك حملها في جيبك هو إنجاز فني عظيم ومذهل وهو ثورة في الحياة الحديثة، سواءاً وافقت أو لم توافق على مثل هذا الإنجاز الذي من شأنه أن ينافس السفر إلى الفضاء فإن الخطوة هي قفزة عملاقة في تاريخ الحوسبة.

يقول دزراك مع ال QUANTUM نحن على حافة قفزة تكنولوجية أخرى يمكن أن تكون عميقة و تحوليلة ولكن التصميم الهندسي الكامل لتحقيق ذلك على شريحة واحدة كان صعب المنال، إن حوسبة ال QUANTUM عملياً هي صعبة الاستخدام وغريبة نوعاً ما، حيث أن الجسيمات والعناصر تكون في مجموعة كبيرة من الاحتمالات وهي متصلة بنظام يحدد خصائصها.

هذه الاحتمالات لديها خصائص رياضية وبالعادة تكون مفيدة للغاية إذا كنت تعرف كيفة الإستفادة منها، في حين أن الحوسبة التقليدية هي ثنائية حيث أنها تمثل باعتبارها واحدة من إثنين من الرموز 1S و 0S ، إن حوسبة الكم تسمح للاستجابة لطبقة معقدة من الأوامر والاحتمالات.

المشكلة أن الضباب الكمي الذي يسمى أيضاً بالكوبيت حساس لغاية، إن عمل القياس كله ليس مسألة صارمة وهذا يعني أن الجسيم من الممكن أن يتجمع أو ينهار مئات أن لم تكن مئات الألف من الكوبيتس، هناك حاجة لجعل كل شي جدير بالاهتمام وهناك احتمالية للإنهيارات غير المرغوب بها.

للمساعدة في ضمان الكوبيت غير المستقر لا يتسبب بالعديد من الأخطاء يجب أن يتم ترتيبها بصورة أو بطريقة معينة لجعلها أكثر قوة.

يقول دزراك :”لذلك نحن بحاجة إلى استخدام رموز تصحيح الأخطاء التي توظف كوبيتس متعددة لتخزين قطعة واحدة من البيانات، يتضمن مخطط الرقاقة لدنيا نوع جديد من التعليمات البرمجية لتصحيح الأخطاء وهو مصمم خصيصاً لكوبيت الدوارة، ويتضمن بروتوكول متطور من العمليات عبر ملايين من كوبيتس، إن هذه التكنولوجيا هي المحاولة الأولى لوضع جميع دوائر السيليكون التقليدية اللأزمة للمراقبة و قراءة الملايين من الكوبيتس الكمي اللازمة لحوسبة الكم على شريحة واحدة.

بعبارات بسيطة تستخدم الترانزستورات السيليكونية التقليدية البسيطة على شبكة مسطحة من الكوبيتس في نفس طريقة البوابات المنطقية لإدارة ( bits ) داخل المعالجات على سطح المكتب الخاص بك.

من خلال اختيار الأقطاب فوق الكوبيت يمكننا السيطرة على تدويرها الذي يخزن رمز ثنائي الكم من 0 أو 1، و يوضح المؤلف الرئيسي للدراسة مينو فيلدورسيت الذي أجرى الأبحاث في UNSW، من خلال اختيار الأقطاب الكهربائية بين الكوبيتس الكمومية يمكن إجراء التفاعلات والعمليات الحسابية.

نحن ما زلنا على وشك الجمع بين هذه التطورات إلى قطع صلبة من التكنولوجيا، حتى عندما تكون لدنيا أول الآلات القادرة على نمذجة الجزيئات بطرق فائقة التفاصيل أو بجمع الاحصائيات المتعلقة بتغير المناخ على نطاق غير مسبوق سوف نحتاج إلى مبرمجين الذين يعرفون كيفية استخدام الكوبيتس.

شركة مايكروسوفت مازلت تراقب تطورات الأوضاع مؤخراً على هذا المجال، كل ما نستطيع قوله، أنه يحدث واحداً تلو الأخر والعقبات التكنولوجية في تلاشي مستمر.

ترجمة: علي هاتركس

تدقيق علمي: حسام عبدالله

المصادر: 1