تعتزم ناسا وجوجل استخدام نوع من الكمبيوتر الكمي

لا يتناسب الكمبيوتر مع التعريف الصارم والمعروف لـ "الكمبيوتر الكمي"، ولكنه يستخدم التأثيرات الكمومية لتشغيله.

وتخطط وكالة ناسا لاستخدام كمبيوتر شبه "كمي". لا يتناسب الكمبيوتر مع التعريف الصارم والمعروف لـ "الكمبيوتر الكمي"، ولكنه يستخدم التأثيرات الكمومية لتشغيله.

ومن المفترض أن يكون الكمبيوتر، الذي تم تطويره بشكل مشترك بين جوجل وناسا وعلماء آخرين، والذي تبلغ تكلفته 15 مليون دولار، أسرع 3600 مرة من أجهزة الكمبيوتر الموجودة وأن يتم استخدامه في منشأة نشطة تابعة لناسا. على عكس أجهزة الكمبيوتر العادية، يستخدم الكمبيوتر الحديث نتيجة فيزيائية كمومية تعرف باسم النفق الكمي. هذه النتيجة تجعل من الممكن حل بعض المشاكل الرياضية في الجسيمات الثانية.

تريد Google استخدام الجهاز الموجود في مركز أبحاث NASA في كاليفورنيا لاختبار كيف يمكن للكمبيوتر الكمي تطوير تطبيقات مثل التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي والتعرف على الصوت. تعتزم ناسا نفسها استخدام أحدث أجهزة الكمبيوتر لتحديد أولويات حل المشكلات وتخطيط التطبيقات. وكانت الشركة الكندية التي تصنع الكمبيوتر، D-Wave Systems، هدفًا لكثير من الشكوك على مر السنين من خبراء الحوسبة الكمومية حول العالم. وحتى نشر نتائج أبحاث الشركة في بداية العام، زعم بعض الخبراء أنه لا يبدو أن الكمبيوتر يستفيد من أي نتيجة كمية محددة.

تعتمد الحوسبة الكمومية على استغلال السلوك الغريب للمادة على المستوى الكمي. ركزت معظم الأبحاث في هذا النوع من الحوسبة على تطوير البوابات المنطقية الكمومية المشابهة للبوابات المنطقية الموجودة اليوم والتي تشكل أساس أجهزة الكمبيوتر العادية التي نعرفها جميعًا. ومع ذلك، فقد اكتشف الفيزيائيون، مرارًا وتكرارًا، أن المشكلة الرئيسية في النهج المبني على البوابات المنطقية الكمومية هي الحفاظ على البتات الكمومية، أي الوحدات الأساسية للمعلومات الكمومية (البتات الكمومية، والكيوبتات)، في شكلها الأصلي. الحالة الكمومية. يوضح البروفيسور آلان وودوارد من جامعة ساري في المملكة المتحدة: "ينهار النظام المجرد خلال جزء من الثانية إلى نظام عادي من "صفر" و"واحد"، ومن ثم تفقد كل مزايا العالم الكمي".

بدلاً من الاعتماد على حاسوب كمي قياسي، تركز أنظمة D-Wave على تطوير الأجهزة التي تستخدم الطريقة المعروفة باسم "التليين الكمي" حيث يمكن العثور على "الأفضل" للحلول الرياضية من بين جميع الخيارات الحالية للنظام. ويعتقد الباحثون أن العلماء الذين تعاملوا مع مسألة الحوسبة الكمومية اختاروا النهج الخاطئ، وأوضحوا أن طريقة الاسترخاء الكمي تسمح للفيزيائيين بالاستفادة من النتيجة الكمومية المعروفة باسم "النفق الكمي" والتي تسمح لكل جسيم "بالاستشعار" جارتها. يقول جوردي روز، مدير التكنولوجيا في شركة D-Wave Systems: "إن نموذج البوابة هو أسوأ نموذج يمكن لعلماء الحوسبة الكمومية أن يختاروه". "وعندما ننظر إلى الوراء بعد 20 عامًا من الآن، إلى تاريخ مجال الحوسبة الكمومية، سنتساءل لماذا يعتقد أي شخص أن نهج البوابة كان فكرة جيدة."

يتطلب نهج الباحثين طريقة مختلفة تمامًا لصياغة السؤال وهو فعال فقط لأسئلة معينة. ومع ذلك، فإن النتائج الأولية التي تم تقديمها هذا الشهر في مؤتمر كبير للحوسبة تظهر أن هذا النهج ينجح بالفعل في العثور على أفضل حل (أدنى نقطة رياضية) لمشكلة يوجد لها العديد من مجموعات الإجابات المحتملة. وفي إحدى الحالات، كان هذا النهج قادرًا على إيجاد حل لمشكلة محددة في نصف ثانية، في حين أن البرامج التقليدية كانت تستغرق 30 دقيقة.

والمثال الكلاسيكي لهذا النوع من المشاكل هو "مشكلة مندوب المبيعات المتجول" (المعروفة أيضًا باختصار باسم مشكلة مندوب المبيعات المتجول TSP)، والتي تتعامل مع مندوب مبيعات متجول، والذي، كجزء من وظيفته، يجب أن يمر عبر العديد من المدن المتصلة عبر شبكة طرق، في يوم واحد، ويسعى إلى إيجاد أقصر طريق يربط بينها جميعاً، وذلك لتقليل وقت سفره قدر الإمكان (والنفقات المالية الناتجة بالطبع). الشريحة الجديدة قادرة على مقارنة جميع الخيارات المتاحة في نفس الوقت، بدلاً من التبديل من خيار إلى آخر. الجهاز ، الذي تبلغ تكلفته ما يقرب من 15 مليون دولار ، والذي تم تركيبه في صندوق يبرد الشريحة إلى الصفر المطلق تقريبًا ، يجب أن يصل إلى وكالة ناسا للبحث في خريف عام 2013. قامت شركة لوكهيد مارتن الأمريكية العملاقة بترقية جهاز الكمبيوتر الخاص بها الذي تم شراؤه من D- موجة في بداية العام الأنظمة.

أخبار الدراسة