حطم كمبيوتر كمي جديد الرقم القياسي العالمي في “التفوق الكمي”، متجاوزًا أداء جهاز Sycamore التابع لشركة Google بمقدار 100 ضعف.
باستخدام الكمبيوتر الجديد H2-1 الذي يحتوي على 56 كيوبت، أجرى العلماء في شركة الحوسبة الكمومية Quantinuum تجارب مختلفة لقياس مستويات أداء الجهاز وجودة الكيوبتات المستخدمة. ونشروا نتائجهم في الرابع من يونيو في دراسة تم تحميلها على قاعدة بيانات ما قبل الطباعة.أركسيفولم تتم مراجعة الدراسة من قبل النظراء بعد.
ولإثبات إمكانات الحاسوب الكمومي، استخدم العلماء في شركة Quantinuum خوارزمية معروفة لقياس مدى ضوضاء البتات الكمومية أو مدى احتمالية حدوث أخطاء بها.
أجهزة الكمبيوتر الكموميةيمكن إجراء الحسابات بالتوازي بفضل قوانينميكانيكا الكموتشابكبين وحدات البت الكمومية، مما يعني أن مصائر وحدات البت الكمومية المختلفة يمكن أن تتغير على الفور. وعلى النقيض من ذلك، لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية العمل إلا بالتسلسل.
وتؤدي إضافة المزيد من البتات الكمومية إلى نظام ما إلى زيادة قوة الآلة بشكل كبير؛ ويتوقع العلماء أن تتمكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يومًا ما من إجراء حسابات معقدة في ثوانٍ، في حين أن الحاسوب العملاق الكلاسيكي كان سيستغرق آلاف السنين لحلها.
النقطة التي تتفوق فيها أجهزة الكمبيوتر الكمومية على الأجهزة الكلاسيكية تُعرف باسم “التفوق الكمومي”، ولكن تحقيق هذا الإنجاز بطريقة عملية يتطلبحاسوب كمي يحتوي على ملايين البتات الكمومية. أكبر آلة اليوم لديها فقطحوالي 1000 كيوبت.
السبب الذي يجعلنا نحتاج إلى هذا العدد الكبير من البتات الكمومية لتحقيق “التفوق الكمومي” هو أنها معرضة بطبيعتها للخطأ، وبالتالي فإن تصحيح هذه الأخطاء يتطلب عددًا كبيرًا منها. ولهذا السبب يركز العديد من الباحثين الآن على بناء بتات كمومية أكثر موثوقية، بدلاً من مجرد إضافة المزيد من البتات الكمومية إلى الآلات.
اختبر الفريق دقة مخرجات H2-1 باستخدام ما يعرف بمعيار الإنتروبيا المتقاطعة الخطية (XEB). وقال ممثلو Quantinuum في بيان إن معيار XEB يعطي نتائج تتراوح بين 0 (لا يوجد أي مخرج خالٍ من الأخطاء) و1 (خالي تمامًا من الأخطاء).إفادة.
العلماء في جوجلتم اختبار أول جهاز كمبيوتر كمي Sycamore الخاص بالشركة باستخدام XEBفي عام 2019، أثبتوا أنه يمكنهم إكمال عملية حسابية في 200 ثانية، والتي كان من الممكن أن تستغرق أقوى حاسب فائق في ذلك الوقت 10000 عام لإنهائها. سجلوا نتيجة XEB تبلغ حوالي 0.002 مع 53 كيوبت فائق التوصيل مدمج في Sycamore.
ولكن في الدراسة الجديدة، تمكن علماء Quantinuum – بالشراكة مع JPMorgan وCaltech ومختبر Argonne الوطني – من تحقيق درجة XEB تبلغ حوالي 0.35. وهذا يعني أن الكمبيوتر الكمي H2 يمكنه إنتاج نتائج دون إنتاج خطأ بنسبة 35% من الوقت.
“نحن نركز بالكامل على الطريق نحو أجهزة كمبيوتر كمية عالمية مقاومة للأخطاء،”الياس خانوقال كبير مسؤولي المنتجات في شركة Quantinuum ومؤسس شركة Cambridge Quantum Computing في البيان: “لم يتغير هذا الهدف، لكن ما تغير في الأشهر القليلة الماضية هو دليل واضح على التقدم الذي أصبح ممكنًا بفضل العمل والاستثمار الذي تم على مدى سنوات عديدة”.
تعاونت Quantinuum سابقًا مع Microsoft لإظهار “البتات الكمومية المنطقية” التي تحتوي علىمعدل الخطأ أقل بـ 800 مرة من البتات الكمومية الفيزيائية.
في الدراسة التي نُشرت في أبريل، أظهر العلماء أنهم قادرون على إجراء تجارب باستخدام البتات الكمومية المنطقية بمعدل خطأ يبلغ 1 في 100000 فقط – وهو أقوى بكثير من معدل الخطأ 1 في 100 للبتات الكمومية الفيزيائية.وقال ممثلو مايكروسوفت.
وأضاف خان: “تظهر هذه النتائج أنه في حين أن الفوائد الكاملة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية المقاومة للأخطاء لم تتغير في طبيعتها، فقد يكون من الممكن الوصول إليها في وقت أبكر مما كان متوقعًا في الأصل”.
انضم إلى منتديات الفضاء الخاصة بنا للاستمرار في الحديث عن الفضاء فيما يتعلق بأحدث المهام والسماء الليلية والمزيد! وإذا كان لديك نصيحة إخبارية أو تصحيح أو تعليق، فأخبرنا على: community@space.com.