حاسوب جيوتشانغ 4.0 الكمي الضوئي يحطم الرقم القياسي للسرعة

كشف باحثون صينيون عن حاسوب جيوتشانغ 4.0 الكمي الضوئي، الذي حل مشكلة معيارية أسرع بكثير من أقوى حاسوب فائق كلاسيكي في العالم. أكمل الجهاز مهمة أخذ عينات البوزون — وهي اختبار للتفوق الكمي — في ثوانٍ معدودة، بينما كان النظام الكلاسيكي الأسرع سيحتاج إلى آلاف السنين. تمثل النتيجة قفزة كبيرة في الحوسبة الكمية الضوئية وتُعزز مكانة الصين في طليعة هذا المجال.

ما معنى أخذ عينات البوزون

أخذ عينات البوزون هي مشكلة مصممة خصيصًا لمحاكاة سلوك الفوتونات غير القابلة للتمييز أثناء مرورها عبر شبكة. وهي صعبة جدًا على الحواسيب الكلاسيكية لأن عدد النتائج المحتملة ينمو بشكل هائل مع عدد الفوتونات. لكن الحواسيب الكمية، التي تستخدم الفوتونات نفسها، يمكنها معالجة الحساب بشكل طبيعي. يستخدم جيوتشانغ 4.0 إعدادًا من الدوائر الضوئية والكاشفات لتشغيل أخذ العينات مباشرة، متجاوزًا الحاجة إلى محاكاة كلاسيكية.

ما مدى سرعته؟

أفاد الفريق الذي يقف وراء جيوتشانغ 4.0 أن الحاسوب الكمي حل مشكلة أخذ عينات البوزون في جزء من الثانية. في المقابل، سيتطلب أحدث حاسوب فائق كلاسيكي في عام 2025 ما يقدر بـ 10,000 سنة لإكمال نفس الحساب. هذا النوع من التسريع — بعدة مراتب مقدارية — هو ما يسميه الباحثون التفوق الكمي، رغم أن المصطلح محل جدل لأن المشكلة مصممة خصيصًا للأنظمة الكمية.

لماذا تهم الحوسبة الكمية الضوئية

تعتمد معظم الحواسيب الكمية اليوم على دوائر فائقة التوصيل أو أيونات محصورة أو منصات صلبة أخرى. تستخدم الحواسيب الكمية الضوئية جسيمات الضوء، التي يسهل التحكم بها وتتحرك بسرعات عالية. كما أنها تعمل في درجة حرارة الغرفة، متجنبة التبريد الشديد الذي تتطلبه الموصلات الفائقة. لكن الأنظمة الضوئية عانت تاريخيًا من صعوبة في توسيع نطاق عدد الفوتونات والحفاظ على معدلات خطأ منخفضة. يبدو أن جيوتشانغ 4.0 قد تغلب على بعض تلك العقبات، على الأقل بالنسبة لأخذ عينات البوزون.

الريادة الصينية في الحوسبة الكمية الضوئية

جيوتشانغ 4.0 هو الأحدث في سلسلة من الحواسيب الكمية الضوئية التي طورها باحثون صينيون. الإصدارات السابقة — جيوتشانغ 1.0 و2.0 و3.0 — سجلت أرقامًا قياسية في عدد الفوتونات والسرعة. يُعزز الإصدار 4.0 الهيمنة الصينية في هذا النهج بالذات. يأتي هذا الإنجاز في وقت تضخ فيه دول مثل الولايات المتحدة وكندا والمملكة المتحدة الموارد في تقنيات كمية منافسة، لكن لم يتمكن أي منها حتى الآن من مضاهاة هذا الأداء في مهمة أخذ عينات البوزون.

التحدي الآن هو نقل جيوتشانغ 4.0 إلى ما بعد المشكلات المعيارية نحو تطبيقات واقعية، مثل المحاكاة الكمية في الكيمياء أو علم المواد. سيحتاج الباحثون إلى إثبات أن الحواسيب الكمية الضوئية يمكنها حل مشكلات مفيدة لا تستطيع الآلات الكلاسيكية حلها، وليس فقط اختبارات متخصصة. من المتوقع أن ينشر الفريق الذي يقف وراء جيوتشانغ ورقة مفصلة في مجلة محكمة في الأشهر القادمة، مما سيسمح بالتحقق المستقل من النتائج.