اختراع علمي جديد في مجال الحوسبة الكمية

قال علماء إنهم أعدوا أول مخططات على الإطلاق لبناء حاسوب كمي كبير الحجم بإمكانه إحداث ثورة تقنية تعادل في أهميتها ثورة اختراع الحاسوب ذاتها.

وحتى الآن فإن الحواسيب الكمية تنتج فقط أجزاء من قوة المعالجة التي يفترض نظريا أن تكون قادرة على إنتاجها، لكن فريقا دوليا من الباحثين يعتقدون أنهم تجاوزوا المشاكل الفنية التي منعت من بناء أجهزة أكثر قوة.

وقالوا إنهم يبنون حاليا نموذجا أوليا استنادا إلى تلك المخططات وأنه قد يجري بناء حاسوب كمي بالحجم الكامل، أسرع بملايين المرات من أفضل الحواسيب الحالية في غضون عقد من الزمن.

وبهذا الصدد، قال البروفيسور وينفريد هينسينغر رئيس مجموعة أيون كوانتوم تكنولوجي في جامعة سوسيكس البريطانية، الذي قاد البحث، إنهم يعدون الآن المخططات لبناء حاسوب كمي كبير الحجم.

وقال إن قوة المعالجة المذهلة للحواسيب الكمية ستقود إلى علاجات جديدة تنقذ الأرواح وتساعد في حل أعقد المشكلات العلمية وفك ألغاز الكون.

وأوضح أنه تم بناء حواسيب كمية صغيرة في الماضي لاختبار النظريات، مشيرا إلى أن المشكلة في الحواسيب الكمية الحالية أنها تتطلب أشعة ليزر مركزة بدقة على الذرات المفردة، وكلما كان الحاسوب أكبر كلما تطلب ذلك وجود أشعة ليزر أكثر وبالتالي ازدياد فرص حدوث شيء خاطئ.

وأضاف أنه وفريقه استخدموا تقنية مختلفة لمراقبة الذرات تتعلق باستخدام مجال أشعة مايكرويف وكهرباء ضمن أداة تدعى “أيون-تراب” أو مصيدة الأيونات.

وأكدا أن هذه الحال تتيح زيادة نطاق قوة الحوسبة وأنه في غضون عامين سيكملون نموذجا أوليا يدمج كل التقنية التي ذكروها في المخططات.

وتعود فكرة الحوسبة الكمية إلى الفيزيائي باول بينيوف Paul Benioff والذي كان يعمل في مختبر أرجون الوطني، وهو الذي تنسب إليه أول نظرية كمية تطبيقية للحواسب، وذلك في العام 1981م، حيث طرح باول أول نظرية عن إنشاء آلات تيورية كمية Quantum Turing Machine.

في عام 2000 طور باحثون من شركة IBM حاسبًا كميًا كان الأكثر تطورًا في ذلك الوقت، كان الحاسب يعمل بخمسة كيوبيت (qubit-5)، وهو مصمم ليسمح لخمس ذرات من الفلورين بالتفاعل سوية بوصفها كيوبيتات، وقد برمجت بواسطة موجات كهرومغناطيسية ذات تردد راديوي، ويتم الكشف عنها وقراءة بياناتها بواسطة جهاز الرنين المغناطيسي النووي NMR.

وفي نفس العام أعلن العلماء في مختبر لوس الأموس الوطني LANL عن تطويرهم حاسب كمي بسبعة كيوبيت (qubit-7)، وقد تم استخدام جهاز NMR للتعامل مع الجسيمات في أنوية جزيئات حمض الكروتونك التحولي وهو مائع خفيف يتكون من جزيئات الهيدروجين والكربون.

يعمل الحاسوب العادي عادة بالاعتماد على خانة من نظام ثنائي ليس لها إلا احتمالين فقط وهما “0” أو “1”، وهو ما يعرف بـ “البت”. أما الحاسوب الكمي فيعتمد على “الكيوبت” وهي اختصار لـ (كوانتوم بت) أي “البت الكمي”. تتكون الـ «كيوبت» من نواة الذرة والأيونات والفوتونات أو الإلكترونات والتي تعمل معًا كأنها ذاكرة ومعالج حاسوبي.

للنشر