هل تعلم: آلة الكم الصينية الجديدة تعمل أسرع بمليون مرة من آلة جوجل

تم الكشف عن إنجاز ثوري في الحوسبة الكمومية من قبل جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين (USTC)، التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم. وقد طور الفريق جهاز "زوتشونغتشي-3" (Zuchongzhi-3)، وهو آلة كمومية تتميز بـ 105 كيوبت و182 قارنًا. يقوم هذا النظام الجديد بإجراء العمليات الحسابية بسرعة لا مثيل لها، حيث يعمل أسرع بمليون مرة من أحدث حاسوب كمي لدى جوجل، وأسرع بـ 10¹⁵ مرة من أقوى الحواسيب الفائقة اليوم.

تم تطوير شريحة "زوتشونغتشي-3" الكمومية، التي تمثل قفزة هائلة في سباق التفوق الكمي، من قبل فريق بقيادة جيان وي بان، وشياوبو تشو، وتشنغتشي بينغ، وغيرهم من الباحثين. ويعد هذا تقدمًا كبيرًا مقارنة بسابقه "زوتشونغتشي-2"، ويبني على أساس براعة الصين في الحوسبة الكمومية.

إنجاز في الحوسبة الكمومية

يدفع معالج "زوتشونغتشي-3" الكمي حدود الممكن في الحوسبة الكمومية. وبفضل عمله بسرعات تتجاوز بكثير سرعات الحواسيب الفائقة التقليدية، يمثل "زوتشونغتشي-3" خطوة مهمة إلى الأمام في مجال أخذ عينات الدوائر الكمومية العشوائية، وهي مهمة بالغة الأهمية في الرحلة نحو التفوق الكمي.

في عام 2019، ادعى معالج "سيكامور" (Sycamore) التابع لجوجل والمكون من 53 كيوبت تحقيق التفوق الكمي من خلال تنفيذ مهمة أخذ عينات الدوائر العشوائية في 200 ثانية، وهو إنجاز قيل إنه سيستغرق أكثر من 10,000 عام لأسرع حاسوب فائق في ذلك الوقت. ومع ذلك، في عام 2023، أثبت باحثو جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين خوارزمية كلاسيكية أكملت نفس المهمة في 14 ثانية فقط باستخدام 1,400 وحدة معالجة رسومات من طراز A100. واستمر التقدم مع الحاسوب الفائق "فرونتير" (Frontier)، الذي تمكن من تنفيذ المهمة في 1.6 ثانية فقط، مما تحدى ادعاءات جوجل السابقة بشأن التفوق الكمي.

جيوتشانغ وزوتشونغتشي: معالم في أبحاث الكم

لم يتوقف التقدم عند هذا الحد. ففي عام 2020، صنع باحثو جامعة العلوم والتكنولوجيا في الصين التاريخ بتحقيق التفوق الكمي من خلال نموذجهم الأولي للحوسبة الكمومية الضوئية "جيوتشانغ" (Jiuzhang)، تلاه معالج "زوتشونغتشي-2" في عام 2021. وفي عام 2023، أثبت نظامهم "جيوتشانغ-3" التفوق الكمي بأداء أفضل بـ 10¹⁶ مرة من الحواسيب الفائقة التقليدية. ومع "زوتشونغتشي-3"، وضع الفريق الآن معيارًا جديدًا، متجاوزًا أداء جوجل الكمي بست مراتب من حيث الحجم.

التفوق الكمي لـ "زوتشونغتشي-3"

تشمل الميزات الرائعة لمعالج "زوتشونغتشي-3" 105 كيوبت، و182 قارنًا، وزمن تماسك يبلغ 72 ميكروثانية، وهو أمر أساسي لتنفيذ عمليات أكثر تعقيدًا. تبلغ دقة البوابة أحادية الكيوبت في النظام 99.90% بشكل استثنائي، وتصل دقة البوابة ثنائية الكيوبت إلى 99.62%. وفي اختبار أجري، أكملت الآلة مهمة أخذ عينات الدوائر العشوائية المكونة من 83 كيوبت و32 طبقة، مما يبرز سرعتها الحسابية الملحوظة.

تعزيز أبحاث الكم

مع نجاح "زوتشونغتشي-3"، يحول فريق البحث تركيزه الآن إلى مزيد من التطورات في تصحيح الأخطاء الكمومية، والتشابك الكمي، والكيمياء الكمومية. وهم يعملون على بنية شبكة كيوبت ثنائية الأبعاد لتعزيز الترابط بين الكيوبتات، ودمج رموز السطح لتحسين تصحيح الأخطاء الكمومية. ويخطط الفريق لتوسيع هذه الجهود، مع آمال في تعزيز التكامل الكمي على نطاق أوسع.

وقد حظي هذا الإنجاز باعتراف عالمي واسع النطاق، حيث أشادت به المجلات العلمية باعتباره معيارًا جديدًا في الحوسبة الكمومية فائقة التوصيل. وكما أشار أحد المراجعين، "يُظهر زوتشونغتشي-3 أداءً متطورًا وهو ترقية كبيرة عن الجهاز السابق المكون من 66 كيوبت".

مستقبل الحوسبة الكمومية

يمهد هذا الإنجاز الأخير الطريق لابتكارات مستقبلية في الحوسبة الكمومية ويعد بإعادة تشكيل الصناعات من الذكاء الاصطناعي إلى اكتشاف الأدوية. ومع "زوتشونغتشي-3"، اتخذت الصين خطوة هائلة إلى الأمام في سباق الكم، مما يمهد الطريق لمزيد من الاختراقات التحويلية في السنوات القادمة.