إن اختراق Qubit يمكن أن يجعل من السهل بناء أجهزة الكمبيوتر الكم

تدعي بدء تشغيل الحوسبة الكمومية الكندية أن Qubit الجديدة ستمكّن أجهزة الكمبيوتر الكمومية الأصغر والأرخص الخالية من الأخطاء. ولكن سيكون هناك تحد حاد.

لتصحيح أخطاءه الخاصة ، يحفظ الكمبيوتر التقليدي تكرارات المعلومات في أماكن متعددة ، وهي ممارسة تسمى التكرار. لكي تحقق أجهزة الكمبيوتر الكمومية نسختها الخاصة من التكرار ، فإنها تتطلب عادة العديد من أجزاء الكم الإضافية ، أو Qubits – مئات الآلاف منها.

الآن ، خلق جوليان كاميراند ليمير في نورد كويتيك وزملاؤه Qubit يقولون إنه سيسمح لهم بقطع هذا الرقم إلى مئات فقط. يقول: “إن الفكرة الأساسية الأساسية وراء أجهزتنا هي … وجود Qubits لها التكرار الجوهري”.

هناك العديد من الإصدارات المتنافسة من Qubits ، مثل الدوائر الصغيرة الموصلة الفائقة والذرات الباردة للغاية. Qubit’s Nord Quantique هو تجويف فائق التوصيل مملوء بإشعاع الميكروويف: الجسيمات التي تحمل هذا الإشعاع ، والفوتونات ، محاصرة داخل التجويف حيث ترتد ذهابًا وإيابًا ، ويمكن ترميز المعلومات في حالاتها الكمومية.

تم بناء تصميمات Qubit مماثلة من قبل ، ولكن الخيار الجديد هو الأول مع “ترميز متعدد الأدوار”. هذا يعني أن الباحثين استخدموا العديد من خصائص الفوتون في وقت واحد لتخزين المعلومات – وهي طريقة تشفير تجعل هذه البيانات أكثر مرونة لأخطاء الكمبيوتر الكمومية الشائعة.

يقول فيكتور ألبرت من جامعة ماريلاند إن تصحيح الخطأ الكمومي يتطلب إما المزيد من Qubits – بحيث يمكن تخزين المعلومات في مجموعة من Qubits المتصلة بدلاً من واحد ، وحماية النظام من فشل أي فرد Qubit – أو لكي تكون كل Qubit “أكبر” بمعنى ما يتم تخزين المعلومات داخلها.

يستخدم Qubit الجديد التقنية الثانية ، وتخزين المعلومات في مساحة رياضية ذات أربع أبعاد فعالة ، كما يقول.

لهذا السبب ، تقوم Nord Quantique بأن تكون أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي تتحمل الأخطاء أصغر ما يصل إلى 50 مرة من تلك التي تستخدم Qubits المصنوعة من دوائر التوصيل الفائق ، مثل تلك الأكثر تقدماً التي تم بناؤها حتى الآن. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الشركة تقدر آلات المصممة مع Qubits الخاصة بها سوف تستهلك مجرد طاقة قليلة مثل هذه الآلات الأخرى.

ومع ذلك ، لم يقدم Nord Quantique بيانات عن أكثر من Qubit. كما أنه لم يستخدم Qubit الجديد في حساب ، بخلاف التحقق من أنه في الواقع يدعم تشفير الأدوار المتعددة. لا تزال هناك العديد من الخطوات والتحديات الفنية على طريق الفريق إلى الحوسبة الكمومية على نطاق واسع.

تقول باربرا تيرهال في جامعة دلفت للتكنولوجيا في هولندا: “من السابق لأوانه معرفة ما إذا كان هذا النهج نحو الحساب الذي يتحمل الأخطاء … أكثر فائدة من بعض الأساليب الأخرى التي تتبعها”.

تقول ميشيل ديفوريت في جامعة ييل إن العمل الجديد “إن” التزايدي ، وليس رائداً ، يؤدي إلى علم تصحيح الأخطاء الكمومية “، لكنه يظهر إتقان الشركة للتحديات التقنية.

يقول ليميري إنهم يعملون الآن على بناء المزيد من Qubits وتحسين تصميمهم الحالي. على سبيل المثال ، يرغبون في إضافة “آليات الكمال” التي من شأنها معالجة المعلومات المخزنة داخل Qubit ، كما يجب أن يحدث عندما يقوم الكمبيوتر الكم بتشغيل عملية حسابية. إنهم يتوقعون إنشاء كمبيوترًا كميًا عمليًا مع أكثر من 100 من Qubits المستهلك للخطأ بحلول عام 2029.