غوغل تكشف عن حاسوب “خارق”

قالت غوغل إنها حققت “فتحا جديدا” في أبحاث الكمبيوتر باستخدام “حاسوب كمومي” استطاع أن يحل في دقائق مسألة معقدة كان أقوى حاسوب خارق متوفر حاليا سيستغرق آلاف السنين لحلها.

ويتوقع الباحثون في غوغل أن تقود الحواسيب الكمومية خلال سنوات قليلة إلى تقدم في حقول مثل الذكاء الصناعي وعلوم المواد والكيمياء. وتخوض الشركة سباقا مع منافسين مثل آي.بي.ام ومايكروسوفت على الاستغلال التجاري للتكنولوجيا وبيعها من خلال وحدات للحوسبة السحابية

وقال جون مارتينيس، كبير علماء أجهزة ميكانيكا الكم في الشركة، متحدثا للصحفيين “نأمل عندما يبدأ الناس في استخدامها

جاء التأكيد الرسمي للإنجاز في بحث نشرته دورية نيتشر العلمية، بعد جدل لأسابيع عقب تسرب مسودة للبحث، بخصوص ما إذا كان “التفوق الكمومي” الذي أعلنته غوغل حقيقيا.

يسعى علماء الكمبيوتر منذ عقود لاستغلال مبادئ ميكانيكا الكم، التي تحكم سلوك الجسيمات دون الذرية التي يمكن أن توجد في حالات مختلفة على نحو متزامن – بخلاف عالم الحياة اليومية الذي يدركه الناس.

لذا، وفي حين تعتمد الحوسبة التقليدية على وحدات البِت، أو الآحاد والأصفار، فإن الحوسبة الكمومية تستخدم وحدات البِت الكمومي، أو الكيوبِت، التي يمكن أن تكون واحدا أو صفرا في ذات الوقت.

تتضاعف هذه الخاصية، المسماة بالتراكب، أضعافا مضاعفة مع تشابك وحدات الكيوبِت بعضها مع بعض. وكلما زاد عدد وحدات الكيوبِت التي يمكن نظمها معا، أصبحت قدرة الحواسب الكمومية أكبر بكثير.

لكن ثمة معضلة: فالباحثون في ميكانيكا الكم بحاجة إلى تبريد الكيوبِت إلى ما يقرب من الصفر المطلق من أجل الحد من التذبذب – أو “الضوضاء” – الذي يتسبب في تسرب الأخطاء إلى حساباتهم. وفي هذه المهمة بالغة الصعوبة استطاعت غوغل، بمساعدة الهيليوم السائل من أجل التبريد، أن تحرز تقدما كبيرا.

وقارن الرئيس التنفيذي سوندار بيتشاي الإنجاز ببناء أول صاروخ يغادر المجال الجوي للأرض ويلامس أطراف الفضاء، وهو التقدم الذي جعل السفر إلى الفضاء الخارجي ممكنا.

وكتب بيتشاي في مدونة “بالنسبة لمن يعملون في العلوم والتكنولوجيا مثلنا، إنها لحظة أول تطبيق ناجح التي كنا ننتظرها – أهم إنجاز حتى الآن في مهمة جعل الحوسبة الكمومية حقيقة واقعة.”

وابتكرت غوغل معالجا دقيقا، اسمه سيكامور، يحوي 54 وحدة كيوبِت. يبلغ سمك المعالج الجديد نحو عشرة مليمترات، وهو مصنوع من أجزاء من الألومنيوم والإنديوم بين شريحتين من السيليكون.

واستطاع الباحثون في تجربتهم جعل 53 وحدة كيوبِت – متصلة بعضها مع بعض على شكل شبكة متداخلة – تتفاعل في وضع كمومي.

وأعطوا الحاسوب الكمومي مهمة معقدة تتمثل في التعرف على الأنماط المتكررة في سلسلة من الأرقام التي تبدو عشوائية. وقد حل الكمبيوتر المشكلة في ثلاث دقائق و20 ثانية. وتفيد تقديراتهم أن المسألة ذاتها ستستغرق عشرة آلاف سنة لكي يحلها الكمبيوتر الخارق “ساميت” – الأقوى من نوعه في العالم اليوم.

وكتب فريق الباحثين، بقيادة فرانك أروت من قسم الذكاء الصناعي في غوغل، “هذه الزيادة الجذرية في السرعة مقارنة مع جميع الخوارزميات التقليدية المعروفة هي تحقق اختباري للتفوق الكمومي لهذه المهمة الحوسبية المحددة، مما يبشر بإطلاق نموذج حوسبي ترقبناه بشدة.”