“الأنيونات” و”الحوسبة الكمومية” تمهد لكمبيوترات فائقة القدرة

استخدم عدد من الباحثين معالجًا “كموميًا” جديدًا للكشف عن جزيء دقيق يسمى “أنيون”، وهو ما يعد إنجازًا وخطوة مهمة على طريق “الحوسبة الكمومية” القابلة للتطبيق الفعلي.

ويُقصد بـ”الحاسوب الكمومي” أنه يعمل وفق خصائص “الفيزياء الكمومية” (فيزياء الكم) كي يخزن البيانات وينفذ العمليات الحسابية وغير ذلك.

تُخزّن الوحدات الأساسية للمعلومات في أجهزة الكمبيوتر التقليدية عبر نظام “بتات” (bits)، وهو عبارة عن سلسلة تتألف من آحاد وأصفار، أما في نظام الكمبيوتر “الكمومي” فتُعرف هذه الوحدات بـ”الكيوبتات”، حيث يمكنها أن تكون آحادًا وأصفارًا في الوقت ذاته.

وتعطي هذه الخاصية الآلات “الكمومية” قوة حاسوبية أكبر بأشواط من الآلات التقليدية، فتؤدي مهام تستغرق أجهزة الكمبيوتر الحالية سنوات عدة في إنجازها.

وعلى الرغم من التقدم التكنولوجي، ما زالت قدرة الكمبيوترات “الكمومية” على معالجة المعلومات ضعيفة، بسبب عوامل التشويش البيئية، مثل الحرارة والشوائب في المكوّنات المصنعة التي يمكن أن تتسبب في حدوث أخطاء بالحوسبة.

وصبّ الفيزيائيون معظم تركيزهم على التحكم بمثل هذه الأخطاء أو التخلص منها، على مدى العقود القليلة الماضية.

“الكيوبتات الطوبولوجية”

صاغ الفيزيائيون نظرية “الأنيونات” للمرة الأولى في سبعينيات القرن الـ20، بوجود مجموعة معيّنة من “أشباه الجزيئات” الثنائية الأبعاد.

وحديثًا، وضع الخبراء نظرية مفادها أن الحل لتصميم كمبيوتر “كمومي” ربما يكمن في نسخة مطورة من “الكيوبت” معروفة باسم “كيوبت طوبولوجي”، يعتقد العلماء في شركة “كوانتينوم” أنهم قد توصلوا إلى ابتكارها.

وتتصل “الكيوبتات الطوبولوجية” بما يسمى “الطوبولوجيا” التي تُعرف في الرياضيات بأنها دراسة الشكل الهندسي المتغير فيزيائيًا، الذي يحتفظ بخواص شكله الأصلي.

وتتميز هذه النسخة من “الكيوبت” بقدرتها على حمل وحماية خواص الحالة “الكمومية” من أي اضطراب تسفر عنه البيئة، ما يمهّد الطريق نحو أنظمة “الحوسبة الكمومية” التي لا يعوزها سوى حد أدنى من تصويب الأخطاء.

واستخدمت شركة “كوانتينوم” في المملكة المتحدة معالجها “الكمومي” الجديد “H2″، بغية إنشاء ومعالجة هذه “الأنيونات” للمرة الأولى.

وقال المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة “كوانتينوم”، إلياس خان، “نعلن للمرة الأولى اكتشاف وابتكار (كيوبتات طوبولوجية) يمكنها أن تصبح أساسًا لجهاز كمبيوتر كمومي يحل المسائل المعقدة، وليس مجرد إثبات على صحة الفكرة”.

ونشرت الشركة التجربة على شكل دراسة ورقة بحثية متاحة على البوابة الإلكترونية “أركايف“، وتخضع حاليًا لمراجعة علماء نظراء قبل نشرها في إحدى المجلات العلمية.

ظهرت فكرة “الحاسب الكمومي” للمرة الأولى قبل أكثر من 30 عامًا من قبل عالم الفيزياء الأمريكي باول بينيوف، الذي يعد أول من طبّق نظرية الكم على الحواسيب في العام 1981، حين عمل نظريًا على آلة “تورينغ” الكمومية.