الرجل الذي ابتكر حلم مايكروسوفت بالحاسوب العملاق الكمومي

في عام 2000، قدم أحد المديرين التنفيذيين في شركة مايكروسوفت عرضًا مغريًا لمتسلق الجبال وأستاذ الفيزياء تشيتان ناياك: الانضمام إلى الشركة، وتسلق جبل رينييه القريب، وبناء جهاز كمبيوتر كمي معًا.

تمكن ناياك من تسلق أعلى قمة في ولاية واشنطن ونجح في ذلك خلال عامين. ومع ذلك، فإن الرحلة نحو إخراج جهاز الكم إلى النور لا تزال مستمرة.

الآلة العظيمة

وبحسب صحيفة وول ستريت جورنال ، تعمل كل شركة عملاقة في مجال التكنولوجيا تقريبًا على بناء حاسوب كمي، ويعتقدون أنه سيحقق قفزات إلى الأمام في مجالات مثل التشفير والطب.

بشكل أساسي، تعمل أجهزة الكمبيوتر عادةً على أساس البتات، كل بت يحتوي على قيمتين 0 و1. في كل مرة، يمكن لكل بت أن يأخذ قيمة واحدة فقط. لكن مع أجهزة الكمبيوتر الكمومية، تحتوي البتات الكمومية على أكثر من قيمتين، ويمكن أن تحتوي على عدد لا نهائي من القيم بين 0-1.

وفي أي وقت معين، يمكن أن يكون لها أيضًا قيم مختلفة. وبعبارة أخرى، في نفس مقدار الوقت الذي تستطيع فيه شريحة كمبيوتر رقمية تقليدية نقل البيانات من النقطة أ إلى النقطة ب أو إجراء بعض العمليات الرياضية، يمكن لجهاز الكمبيوتر الكمومي إجراء كمية هائلة لا يمكن تصورها من الحسابات.

تحتوي الكيوبتات على قيم لا نهائية بين 0-1. الصورة: ذا نيكست ويب.

من الناحية النظرية، ستكون أجهزة الكمبيوتر الكمومية قادرة على معالجة كميات أكبر بكثير من البيانات، مما يؤدي إلى تحقيق اختراقات محتملة في مجالات مثل الطب والعلوم والتمويل.

ومن المتوقع أن تتفوق أجهزة الكمبيوتر الكمومية على أجهزة الكمبيوتر التقليدية، مما يمنح البشرية قوة حوسبة "لا نهائية". ولكن منذ أن تم ذكرها في الصحافة، لم يتم إنتاج أي حاسوب كمي متميز حقًا.

السبب وراء عدم استخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية على نطاق واسع حتى الآن هو، ببساطة، أن الناس ليس لديهم سيطرة حتى الآن على سلوك الجسيمات داخل المعالج. لم تصل تكنولوجيتنا بعد إلى مرحلة "التفوق الكمي"، وهو المجال الذي يمكننا فيه التحكم في سلوك الجسيمات دون الذرية.

يقود ناياك فريقًا في مايكروسوفت يتكون من مئات الكيميائيين والمهندسين وعلماء الرياضيات الذين يحاولون بناء جهاز كمبيوتر كمي منذ حوالي 20 عامًا. وتتبع المجموعة، التي تسمى Station Q، نهجًا أكثر خطورة وأقل قبولًا على نطاق واسع من النهج الذي يستخدمه المنافسون مثل Alphabet's Google.

بعد 17 عامًا من البحث، حققت مايكروسوفت أخيرًا نتائجها الأولى باستخدام شريحة كمية تسمى Majorana 1. ووفقًا لموقع The Verge ، فإن Majorana 1 قادرة على دمج ما يصل إلى مليون كيوبت على شريحة لا يزيد حجمها كثيرًا عن وحدة المعالجة المركزية داخل أجهزة الكمبيوتر المكتبية والخوادم.

الفرق بين شرائح مايكروسوفت

جميع شرائح الكمبيوتر بها أخطاء. ومع ذلك، فإن معدل الخطأ في الرقائق الموجودة في أجهزة الكمبيوتر الشخصية والهواتف الذكية اليوم ضئيل. أما بالنسبة للبتات الكمومية، فإن أدنى اضطراب قد يتسبب في ارتكابها سلسلة من الأخطاء المتتالية.

أول شريحة كمية من مايكروسوفت تسمى Majorana 1. الصورة: مايكروسوفت.

تحت قيادة ناياك، تمكنت مايكروسوفت من التوصل إلى حل للمشكلة بما يسمى "الموصلية الفائقة الطوبولوجية". هذه المادة ليست صلبة ولا سائلة ولا غازية، ويتم استخدامها لإنشاء كتل بناء يمكن توسيع نطاقها إلى جهاز كمبيوتر كمي قوي.

وفيها يتم نشر إلكترون واحد على سلك صغير مبرد إلى ما يقرب من الصفر المطلق. وسوف يشكل انتشار الإلكترونات هذا جسيم ماجورانا، الذي وصفه الفيزيائي النظري إيتوري ماجورانا في عام 1937، والذي يمتلك خصائص يمكن استخدامها لإنشاء كيوبت.

باستخدام شريحة واحدة فقط قادرة على دمج مليون كيوبت، يستطيع الكمبيوتر الكمومي من مايكروسوفت إجراء عمليات محاكاة بدقة أعلى بكثير. ويبدو أن هذا سيشكل مقدمة مهمة لمساعدة الناس على تحسين فهمهم للعالم الطبيعي وفتح آفاق جديدة في مجال الطب وعلم المواد.

وقالت شركة التكنولوجيا التي يقع مقرها في ريدموند بولاية سياتل بثقة إن هذا الاختراق يمكن أن يختصر الوقت اللازم لإطلاق الأجهزة الكمية إلى بضع سنوات بدلاً من عقود.

يعمل العلماء في مختبر مايكروسوفت الخاص بالحوسبة الكمومية. الصورة: وول ستريت جورنال.

وفي حين يظل بعض علماء الفيزياء متشككين في ادعاءات مايكروسوفت، يبدو أن الرئيس التنفيذي ساتيا ناديلا متحمس. وهذا تغيير ملحوظ، حيث استشهدت صحيفة وول ستريت جورنال برسالة بريد إلكتروني داخلية من قبل سبع سنوات كشفت أن ناديلا نفسه رفض جهود الحوسبة الكمومية باعتبارها لا تملك أي إمكانات تجارية.

والآن بعد أن قررت مايكروسوفت إظهار جسيم ماجورانا للعالم، يركز ناياك على جعل وحدات البت الكمومية أكثر موثوقية وتحسين تكامل المزيد من وحدات البت الكمومية على الشريحة.

وقال الأستاذ البالغ من العمر 53 عامًا إنه لا يريد أن يبلغ من العمر 70 عامًا ولا يزال يعمل في مايكروسوفت محاولًا بناء شريحة كيوبت مستقرة.

المصدر: https://znews.vn/nguoi-viet-nen-giac-mo-ve-sieu-may-tinh-luong-tu-cua-microsoft-post1538746.html