مايكروسوفت تقترب من تطوير حواسيب كمومية فائقة القوة

كشفت مايكروسوفت النقاب عن شريحة جديدة تحمل اسم “ماجورانا 1″، زاعمةً أنها ستُمهد الطريق لإنشاء حواسيب كمومية قادرة على حلّ “مشاكل صناعية ذات مغزى في غضون سنوات، وليس عقوداً”. يُمثل هذا الإنجاز أحدث تطوّر في مجال الحوسبة الكمومية، وهو مجالٌ يستخدم مبادئ فيزياء الجسيمات لابتكار نوع جديد من الحواسيب قادر على حلّ مشاكل تتجاوز قدرات الحواسيب التقليدية.

يُعتبر بناء حواسيب كمومية قوية بما يكفي لحلّ مشاكل العالم الحقيقي تحدياً كبيراً، ويعتقد بعض الخبراء أنها لا تزال بعيدة لعقود. لكن مايكروسوفت تُصرّح بأن هذا الجدول الزمني يمكن تسريعه بفضل التقدم “الثوري” الذي أحرزته في تطوير الشريحة الجديدة، والتي تعتمد على “موصل طوبولوجي” مصنوع من مادة جديدة ابتكرتها الشركة.

وتعتقد مايكروسوفت أن هذا الموصل الطوبولوجي لديه القدرة على أن يكون ثورياً مثلما كان أشباه الموصلات في تاريخ الحوسبة. لكن خبراء حذّروا من ضرورة وجود بيانات أكثر قبل تقييم أهمية البحث الجديد وأثره على الحوسبة الكمومية بشكل كامل.

في يناير الماضي، توقع جينسن هوانغ، الرئيس التنفيذي لشركة نفيديا الرائدة في مجال الشرائح، أن تظهر الحوسبة الكمومية “النافعة للغاية” خلال 20 عاماً. أما تشيتان ناياك، زميل تقني في مجال أجهزة الكمبيوتر الكمومية في مايكروسوفت، فيرى أن هذه التطورات ستُغيّر المفاهيم التقليدية حول مستقبل الحواسيب الكمومية، قائلاً: “قال الكثيرون إن الحواسيب الكمومية المفيدة تبعد عقوداً، أعتقد أن هذا يقربنا إلى سنوات بدلاً من عقود”.

واتفق ترافيس همبل، مدير مركز العلوم الكمومية في مختبر أوك ريدج الوطني في الولايات المتحدة، مع مايكروسوفت على إمكانية تسريع إنتاج النماذج الأولية، لكنه حذّر من أن هناك عملاً لا يزال يتعين القيام به، قائلاً: “الأهداف طويلة الأجل لحل التطبيقات الصناعية على الحواسيب الكمومية تتطلب زيادة حجم هذه النماذج الأولية بشكل أكبر”.

ما هي الحوسبة الكمومية؟

تُعِدّ الحوسبة الكمومية بوعداً بإجراء حسابات تستغرق ملايين السنين على الأنظمة الحالية، وقد تُمكّن من تحقيق اكتشافات في الطب والكيمياء والعديد من المجالات الأخرى. هناك العديد من المشاكل المهمة التي لا تستطيع الحواسيب “الكلاسيكية” (التي نستخدمها يومياً في هواتفنا وأجهزة الكمبيوتر المحمولة) حلها، لكن قد تتمكن الآلات الكمومية من حلها بسرعة، مما يُوعد باكتشافات جديدة من خلال ابتكار أدوية جديدة أو تصميم بطاريات أفضل.

وتخوض العديد من شركات التكنولوجيا، بما في ذلك عمالقة وادي السيليكون، سباقاً بمليارات الدولارات لتطوير حاسوب كمومي قوي بما يكفي لحل هذه المشاكل. وتتبع مايكروسوفت نهجاً مختلفاً عن معظم منافسيها، حيث يعتمد مسارها لبناء حاسوب كمومي على القدرة على إنشاء “موصل طوبولوجي”.

وتستخدم الشركة المادة المُطوّرة حديثاً لخلق حالة جديدة من المادة، تُسمى “الحالة الطوبولوجية”، وهي ليست غازاً أو سائلاً أو صلباً، ولم تكن موجودة إلا في النظرية حتى وقت قريب نسبياً. وتعتمد على ما يُسمى بجسيمات ماجورانا، التي كانت تُعتبر أيضاً نظرية سابقاً، حيث اضطرت دراسة ادّعت اكتشافها في عام 2018 إلى التراجع عن نتائجها.

مخاطرة عالية، مكافأة عالية؟

بينما أصدر المنافسون سلسلة متواصلة من الإعلانات – ولا سيما “ويلو” من جوجل في نهاية عام 2024 – بدت مايكروسوفت وكأنها تستغرق وقتاً أطول. كان اتباع هذا النهج، حسب وصف الشركة نفسها، استراتيجية “مخاطرة عالية، مكافأة عالية”، لكنها تعتقد الآن أنها ستُثمر. وقالت مايكروسوفت: “بنفس الطريقة التي جعل اختراع أشباه الموصلات الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر والإلكترونيات الحديثة ممكنة، تُقدم الموصلات الطوبولوجية ونوع الشريحة الجديد الذي تُمكّنه مساراً لتطوير نظام كمومي”.

أكبر تحدٍّ تواجهه الحواسيب الكمومية يتعلق بلبنة البناء الأساسية، التي تُسمى “كيوبت”، وهي سريعة للغاية لكنها صعبة التحكم ومعرضة للأخطاء. كلما زاد عدد الكيوبتات في الشريحة، زادت قدرتها. وتقول مايكروسوفت إنها وضعت ثمانية من كيوبتاتها الطوبولوجية الجديدة على شريحتها الجديدة – وهو عدد أقل بكثير من الشرائح التي أنشأتها بعض شركاتها المنافسة. ومع ذلك، تدّعي الشركة أنها لديها مسار لزيادة حجمها إلى مليون كيوبت – مما سيُخلق قوة حوسبة هائلة.

يقول البروفيسور بول ستيفنسون من جامعة سري إن البحث الذي نشرته مايكروسوفت يُمثل “خطوة مهمة”، لكنه يرى أنها تواجه تحديات صعبة. ويضيف: “حتى يتم تحقيق الخطوات التالية، من السابق لأوانه أن نكون أكثر من متفائلين بحذر”. أما كريس هونين، أستاذ البرمجة الكمومية في جامعة إدنبرة، فيرى أن خطط مايكروسوفت “مُصدقة”، قائلاً: “هذا تقدم واعد بعد أكثر من عقد من التحديات، وستُظهر السنوات القليلة القادمة ما إذا كانت هذه الخريطة الطموحة ستُثمر”.

هذا المحتوى تم باستخدام أدوات الذكاء الاصطناعي