حاسوب أمريكي يحل مشكلة معقدة أسرع بمليون سنة من الحواسيب العملاقة!

وعلى مر العقود، شهدنا تطورا هائلا في قدرة الحوسبة، حيث تتضاعف قوة الرقائق الدقيقة وفقا لقانون مور كل عامين. وقد تم تحقيق تقدم كبير في الحوسبة، حتى مع استمرار تقليص حجم الأجهزة. (ينص قانون مور على أن عدد الترانزستورات (وهي مكونات أساسية في الدوائر الإلكترونية) على شريحة مدمجة (مثل الرقائق الدقيقة) يتضاعف تقريبا كل عامين، ما يؤدي إلى زيادة الأداء بشكل كبير وتقليل التكلفة في الوقت نفسه).

لكن، لا تزال بعض المشكلات المعقدة، مثل تغير المناخ واكتشاف الأدوية، بحاجة إلى حواسيب تتجاوز قدرة الأنظمة الحالية.

وفي هذا السياق، يبدو أن الحل يكمن في الحواسيب الكمومية، التي تستخدم ميكانيكا الكم لإجراء عمليات حسابية معقدة تستغرق سنوات حتى لأسرع الحواسيب العملاقة. وعلى الرغم من الضجة الكبيرة حول هذه التقنية، إلا أن تطبيقها العملي لم يتحقق حتى الآن.

وتمكن فريق البحث في "دي-ويف" من حل مشكلة محاكاة نظارات الدوران القابلة للبرمجة، وهي مسألة معقدة تتعلق بالمواد المغناطيسية. وتستخدم هذه المواد في العديد من التطبيقات، مثل الطب وأشباه الموصلات وتصميم أجهزة الاستشعار والمحركات. ورغم ذلك، كان من الصعب فهم التفاعلات الكمومية لهذه المواد بسبب حجمها المجهري، ما يجعل اكتشاف استخدامها في التطبيقات المختلفة أمرا صعبا.

ونظرا لأن فيزياء الكم هي المسؤولة عن سلوك المواد على المستوى الذري، فإن فهم خصائص المعادن المغناطيسية على المستوى الكمومي يمكن أن يساعد في إيجاد تطبيقات جديدة لها.

واستخدم الحاسوب الكمومي "D-Wave Advantage 2" ميكانيكا الكم لإيجاد حلول مثالية للمشكلة. 

ويبدأ النظام الكمومي بتجربة كل الحلول الممكنة دفعة واحدة (حالة طاقة عالية)، ثم يسعى تدريجيا للوصول إلى الحل الأمثل عبر "التلدين"، الذي يعني تعديل معلمات النظام (مثل طريقة معالجة البيانات أو الخوارزميات) ببطء حتى يستقر في الحل المثالي الذي يكون في حالة طاقة منخفضة.

وعندما قام فريق "دي-ويف" بتطبيق هذه المشكلة على حاسوبهم الكمومي، حصلوا على النتائج في دقائق. وفي المقابل، كان من المقرر أن يستغرق الحاسوب العملاق "فرونتير" في مختبر "أوك ريدج الوطني" مليون سنة لحل المشكلة نفسها، مع استهلاك كهرباء يعادل استهلاك العالم بأسره على مدار عام.

ووصف الدكتور آلان باراتز، الرئيس التنفيذي لشركة "دي-ويف"، هذا الإنجاز بأنه "يوم مميز في الحوسبة الكمومية".

وقال في بيان صحفي: "إثبات تفوق الحوسبة الكمومية في حل مشكلة عملية يعد سابقة في هذا المجال، حيث كانت الادعاءات السابقة عن تفوق الأنظمة الكمومية على الحواسيب التقليدية محل نزاع أو تتعلق بأرقام عشوائية بلا قيمة عملية".

وأضاف باراتز: "إن هذا الإنجاز يثبت أن حواسيب دي-ويف الكمومية المعالجة بالحرارة أصبحت قادرة الآن على حل مشاكل عملية تتجاوز قدرة أقوى الحواسيب العملاقة في العالم".

والآن، توفر "دي-ويف" إمكانية الوصول إلى معالجها الكمومي عبر السحابة الكمومية الخاصة بها. كما أعلنت الشركة عن زيادة حجم معالجها 4 مرات، من خلال إضافة آلاف الكيوبتات، وفقا للبيان الصحفي.