جوجل تعلن عن قفزة نوعية في الحوسبة

ادعى علماء يوم الأربعاء تحقيق حالة شبه أسطورية في الحوسبة، حيث يتفوق جيل جديد من الآلات بشكل كبير على أسرع حاسوب فائق في العالم، وهو ما يُعرف بـ "التفوق الكمي". وقال فريق من الخبراء العاملين على جهاز "سيكامور" (Sycamore) التابع لشركة جوجل إن نظامهم الكمي قد نفذ عملية حسابية في 200 ثانية، بينما كان سيستغرق الحاسوب التقليدي 10,000 عام لإكمالها.

وقد أعرب فريق منافس في شركة آي بي إم (IBM) بالفعل عن تشكيكه في هذا الادعاء. ولكن إذا تم التحقق من هذا الجهاز وتسخيره، فقد يجعل جهاز جوجل حتى أقوى الحواسيب الفائقة في العالم - القادرة على إجراء آلاف التريليونات من العمليات الحسابية في الثانية - تبدو وكأنها هواتف محمولة من أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. تعمل الحواسيب العادية، حتى الأسرع منها، بطريقة ثنائية: فهي تنفذ المهام باستخدام أجزاء صغيرة من البيانات تُعرف بالبتات (bits) التي لا تكون إلا 1 أو 0.

لكن أجزاء البيانات في الحاسوب الكمي، والمعروفة باسم الكيوبتات (qubits)، يمكن أن تكون 1 و 0 في نفس الوقت. هذه الخاصية، المعروفة باسم "التراكب" (superposition)، تعني أن الحاسوب الكمي، المكون من عدة كيوبتات، يمكنه معالجة عدد هائل من النتائج المحتملة في وقت واحد. يسخر الحاسوب بعض الجوانب الأكثر إثارة للدهشة في ميكانيكا الكم، بما في ذلك ظاهرة تُعرف بـ "التشابك" (entanglement) - حيث يمكن لعضوين من زوج من البتات الوجود في حالة واحدة، حتى لو كانا متباعدين.

وبالتالي، فإن إضافة كيوبتات إضافية تؤدي إلى زيادة هائلة في قوة المعالجة. وفي دراسة نُشرت في مجلة "نيتشر" (Nature)، صمم الفريق الدولي معالج "سيكامور" الكمي، المكون من 54 كيوبت مترابطة في نمط شبكي. واستخدموا الآلة لأداء مهمة تتعلق بتوليد الأرقام العشوائية، وتحديد الأنماط وسط مجموعات من الأرقام التي تبدو عشوائية.

وقد حل جهاز "سيكامور"، الذي يبلغ عرضه بضعة ملليمترات فقط، المهمة في غضون 200 ثانية، وهي عملية تستغرق على آلة عادية 10,000 عام - أي أسرع بمئات الملايين من المرات. وقد أشاد سوندار بيتشاي، الرئيس التنفيذي لشركة جوجل، بالنتيجة واصفاً إياها بأنها تغيير جذري في الحوسبة. وكتب في تدوينة: "بالنسبة لأولئك منا الذين يعملون في العلوم والتكنولوجيا، إنها لحظة 'مرحباً بالعالم' التي كنا ننتظرها - وهي أهم إنجاز حتى الآن في السعي لجعل الحوسبة الكمية حقيقة واقعة".

وكتب ويليام أوليفر، باحث الحاسوب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، في تعليق على الاكتشاف: "إن هذا العرض للتفوق الكمي على الخوارزميات التقليدية الرائدة اليوم في أقوى الحواسيب الفائقة في العالم هو حقاً إنجاز رائع".

ليس بهذه السرعة؟

ومع ذلك، فإن السعي وراء التفوق الكمي لا يزال بعيد المنال. ويعترف المؤلفون أنفسهم بالحاجة إلى أجهزة أفضل وتقنيات مراقبة أكثر تطوراً من أجل تسخير قوة الكم حقاً. قد تكون بعض التطبيقات الفورية للحوسبة الكمية في برمجيات التشفير والذكاء الاصطناعي، لكن حساباتها قد تؤدي في النهاية إلى ألواح شمسية أكثر كفاءة، وتصميم الأدوية، وحتى معاملات مالية أسرع وأفضل.

لم يخلُ إعلان يوم الأربعاء من الجدل. فبعد تسريب مسودة لورقة مختبر جوجل على الإنترنت الشهر الماضي، قالت شركة "آي بي إم" لصناعة الرقائق، التي تدير برنامجها الخاص للحوسبة الكمية، إن المبالغة في إنجازات حاسوب "سيكامور" كانت واضحة. وبدلاً من 10,000 عام التي يحتاجها حاسوب فائق عادي لمطابقة أداء "سيكامور"، ادعى علماء "آي بي إم" في تدوينة أن الأمر سيستغرق حوالي عامين ونصف العام باستخدام أكثر المعالجات التقليدية تطوراً.

وكتبوا: "لأن المعنى الأصلي لمصطلح 'التفوق الكمي'... كان وصف النقطة التي يمكن فيها للحواسيب الكمية القيام بأشياء لا تستطيع الحواسيب التقليدية القيام بها، فإن هذا الحد لم يتم الوصول إليه بعد".