هل سبق لك أن سمعت عن النقل اللحظي بين الحواسيب الكمومية؟ 😲 فريق من العلماء في جامعة أكسفورد حققوا إنجازًا عالميًا رائعًا في هذا المجال! لقد تمكنوا من نقل وحدات حاسمة من معالج كمي عبر أجهزة كمبيوتر متعددة، دون المساس بأدائها. هذا يعني أنه يمكن توزيع قوة الحواسيب الكمومية بشكلٍ أكثر كفاءة.
على الرغم من أن التجربة تمت في مختبر صغير، إلا أنها تُعدّ خطوة هامة جدًا نحو بناء حواسيب كمومية متصلة قادرة على حل مشاكل معقدة في الفيزياء، والطب، والهندسة. فكرة نقل الحالات الكمومية عبر شبكة من الأنظمة المتصلة تُفتح آفاقًا جديدة في مجال الحوسبة الكمومية.
تُعَدّ هذه الظاهرة غرابةً فيزيائيةً تُفهم فقط من خلال النظرة الكمومية. فالقياسات هي التي تُحدّد حالة الأجسام الكمومية، قبل ذلك فهي في حالة من الضبابية من الاحتمالات الممكنة.
يتم ذلك من خلال التشابك، حيث تُخلط حالات الأجسام غير المُحددة، ثم تُختار القياسات المناسبة على أحدها. وهذا يُمكّننا من إجبار جسم متشابك على مسافة ما على تبني هوية الجسم الأصلي.
لا يتعلق الأمر بنقل الركاب عبر الفضاء في لمح البصر، بل بنقل المعلومات الكمومية اللازمة للعمليات المنطقية في الحاسوب الكمومي. وهذا يُعتبر خطوة هامة لتحقيق القدرة الحقيقية للكمبيوتر الكمومي.
تختلف الحواسيب الكمومية عن الحواسيب التقليدية. الحواسيب الكلاسيكية تستخدم مفاتيح ثنائية (مُفعَّلة أو مُعطَّلة) بينما تستخدم الحواسيب الكمومية توزيعات رياضية مُعقدة من الاحتمالات تُعرف باسم الكيوبتات. عادةً ما تُمثَّل هذه الكيوبتات في خصائص لجسيم غير مشحون، مثل ذرة مُشحونة.
لتطبيق هذه العملية عمليًا، يجب أن تكون حالات مئات أو آلاف من هذه الجسيمات متشابكة معًا بطريقة مُحددة، دون تداخلات خارجية تُفسد الحسابات. هذا أمر صعب للغاية، ويُحتاج إلى حلول لتصحيح الأخطاء وحماية الحالات الكمومية الدقيقة لفترة كافية تمكن من قياسها.
يمكن ربط عدد من المعالجات الأصغر عبر شبكة لإنشاء حاسوب كمومي فائق. على الرغم من إمكانية نقل المعلومات الكمومية على شكل موجات ضوئية، إلا أن احتمال تلف حالتها أثناء النقل يُقلل من فعاليته.
يتطلب النقل التلقائي استقبال القياسات بالطريقة التقليدية، ثم يقوم المعالج المُستقبل بتعديل جسيمه المُشابك حتى يُشبه إلى حدّ كبير الأصلي.
في تجربة جامعة أكسفورد، تم تحقيق تشويش كمي بنسبة 86%، وهي نسبة عالية تكفي ليكون بوابات منطقية لخوارزمية جروفر، والتي نجحت بكفاءة 71% عبر المعالجات الكمومية الاثنين.
من خلال هذه الصلة الفوتونية، أصبح لدى النظام مرونة عالية في تحديث الوحدات أو استبدالها دون تعطيل النظام بأكمله.
تُفتح هذه التقنية آفاقًا واسعة في مجالات متعددة. حيث تفتح هذه التقنية الباب لتطوير شبكات حواسيب كمومية متطورة قادرة على حل مشاكلٍ معقدة.
نُشرت هذه النتائج الرائعة في مجلة “الطبيعة”!
المصدر: ScienceAlert