اسأل إيثان: هل يحدث الحوسبة الكمية في الأكوان المتوازية؟

اسأل إيثان: هل يحدث الحوسبة الكمية في الأكوان المتوازية؟

هذه بداية مقال أطول.
المحتوى: “

اشترك في نشرة Starts With a Bang

سافر عبر الكون مع الدكتور إيثان سيجل بينما يجيب على أهم الأسئلة على الإطلاق

يُعدّ الحوسبة الكمية، في آنٍ واحد، إنجازًا علميًا رائعًا يتمتع بإمكانية حل مجموعة من المشكلات التي يصعب حلها حاليًا بشكلٍ عملي، كما أنه مصدرٌ مُذهلٌ من الادعاءات غير الصحيحة والمتطرفة التي تتحدى الواقع تمامًا. ففي عام 2021، كانت هناك ادعاءات بأن فريق الحوسبة الكمية في جوجل طور بلورة زمنية تنتهك قوانين الديناميكا الحرارية. (الجزء الأول صحيح، والثاني غير صحيح). وفي أواخر عام 2022، ادعى فريقٌ ما إثبات وجود الثقوب الدودية باستخدام حاسوب كمي، وهو ما كان خاطئًا تمامًا. والآن، في عام 2024، أطلقت جوجل شريحة كمية جديدة، ويُطلق عليها اسم Willow، يُصرّح مؤسس وقائد قسم الذكاء الاصطناعي الكمي في جوجل بأنها تُثبت وجود أكوان متوازية.

هل تشعر بنمط هنا؟ هل تشعر ببعض الشك في مثل هذا الادعاء المُتطرف؟ حسنًا، يجب أن تشعر بذلك. و هذا ما شعرت به ويتني كلافين بالتأكيد، حيث كتبت إليّ لتسأل:

“هل رأيت كل هذا الكلام المجنون حول اختراق جوجل في الحوسبة الكمومية الذي يقدم دليلاً على الأكوان المتعددة؟! قالت جوجل هذا! أعتقد أنك بحاجة إلى كتابة قصة لتبديد هذا.”

بصراحة، يسعدني للغاية أنه في عصر تتكون فيه الأخبار إلى حد كبير من قصص يقوم فيها شخص أو مجموعة بارزة ذات سلطة بتقديم ادعاءات مفرطة، لا يزال الناس يطرحون السؤال الوحيد الذي يهم حقًا: ما هي الحقيقة الفعلية هنا؟

اسمحوا لي أن أخبركم.

flash drive storage bits

flash drive storage bits

تتمثل طريقة عمل أجهزة التخزين الحالة الصلبة اليوم في وجود أو عدم وجود جسيمات مشحونة عبر ركيزة/بوابة، مما يُعيق أو يسمح بتدفق التيار، وبالتالي ترميز 0 أو 1. من حيث المبدأ، يمكننا الانتقال من بتات إلى كيوبتات من خلال وجود، بدلاً من بوابة ذات شحنة دائمة، بت كمومي لا يُقرأ إلا إما 0 أو 1 عند القياس، ولكنه يمكن أن يوجد في تراكب للحالات أثناء إجراء العمليات عليه.

حقوق الصورة: E. Siegel/Treknology

بادئ ذي بدء، فإن أجهزة الكمبيوتر الكمية حقيقية، وهي بالفعل تمتلك إمكانات هائلة لمساعدتنا على حلّ فئة واسعة من المشكلات بكفاءة عالية، وهي مشكلات لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر التقليدية – أو الكلاسيكية – حلّها بكفاءة. لاحظ أن كلمة “بكفاءة” قد تم التأكيد عليها، لأن إحدى الخرافات الكبرى حول أجهزة الكمبيوتر الكمية هي أنها تستطيع حلّ مشكلات لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية حلّها؛ وهذا غير صحيح. فأي مشكلة يمكن محاكاتها على جهاز كمبيوتر كمي يمكن محاكاتها أيضًا على جهاز كمبيوتر كلاسيكي؛ وهذا جوهر مفهوم مشهور جدًا في علوم الكمبيوتر: فرضية تشيرش-تورينج.

يكمن الفرق الجوهري الأساسي بين الحواسيب الكمية والكلاسيكية في هذا ببساطة:

  • فبينما تعتمد الحواسيب الكلاسيكية على البتات، حيث تكون جميع معلوماتك دائمًا في حالة ثنائية (أي إما “0” أو “1”)، سواء عند قياسها أو في الأوقات التي تسبقها عندما تقوم بإجراء العمليات الحسابية،
  • تعتمد الحواسيب الكمية على وحدات البت الكمية (qubits)، حيث تظهر معلوماتك دائمًا في حالة ثنائية (“0” أو “1”) عند قياسها، ولكن في الأوقات التي تسبقها، عندما تقوم بإجراء العمليات الحسابية عليها، يمكن أن توجد في حالة غير محددة، حيث يمكن أن توجد في حالة وسيطة تمثل تراكبًا لـ “0” و “1” في وقت واحد.

فبينما تقوم الحواسيب الكلاسيكية بالحساب باستخدام “البتات”، تقوم الحواسيب الكمية بالحساب باستخدام “وحدات البت الكمية”، مما يمنحها درجة إضافية من المرونة والقوة تفتقر إليها الحواسيب الكلاسيكية.

bit vs qubit

bit vs qubit

على اليسار، يتم توضيح “بت” كلاسيكي: وهو نظام ثنائي الحالة يمكن أن يكون قيمته إما “0” أو “1”. وعلى اليمين، يظهر نظام كمّي ثنائي الحالة، أو قُعْسُم (Qubit). عندما تقوم بإجراء قياس، ستلاحظ دائمًا إما “0” أو “1” في الممارسة العملية، ولكن عندما تقوم بإجراء عمليات على هذا القُعْسُم، فإنك تعمل على الحالة غير المحددة الممثلة بالسهم الموضح على الكرة.

حقوق الصورة: بن جيبسون/بيج ثينك

بالنسبة لمعظم أنواع الحسابات، تكون هذه القدرات الإضافية عديمة الفائدة تمامًا. إذا كنت ترغب في إجراء وظائف مثل الجمع أو الطرح، أو الضرب أو القسمة، أو الوظائف المنطقية مثل IF و AND و OR و NOT، وما إلى ذلك، فيمكن للحاسوب الكلاسيكي إجراء هذه الوظائف بنفس الكفاءة التي يمكن للحاسوب الكمومي القيام بها؛ فلا توجد ميزة لاستخدام الحوسبة الكمومية. ومع ذلك، هناك بعض فئات الحساب التي نسميها “مكلفة حسابيًا” باستخدام الحواسيب الكلاسيكية؛ وهي:

  • صعبة البرمجة وتتطلب الكثير من الخطوات المتطورة،
  • تتطلب أعدادًا كبيرة من البتات لتشفير جميع المعلومات اللازمة،
  • تتطلب الكثير من قوة الحوسبة لتنفيذ تلك الخطوات،
  • ونتيجة لذلك، تتطلب أوقات حوسبة هائلة للوصول إلى النتيجة.

إذا كان بإمكانك تصميم خوارزمية (أو طريقة خطوة بخطوة) لأداء مهمة حسابية، فيمكنك برمجتها في حاسوب كلاسيكي.

يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية القيام بكل ما تفعله أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، ولكن بإمكانها القيام بشيء إضافي أيضًا: فبدلاً من الاعتماد على البتات، وهي نظام كلاسيكي ثنائي الحالة (حيث يكون كل شيء إما في حالة “0” أو “1”)، فهي نظام ميكانيكي كمومي ثنائي الحالة: حيث لا يمكن قياس سوى نتيجتين (مثلًا، إلكترون يكون دورانه “لأعلى” أو “لأسفل”، ذرة مشعة تكون حالتها إما “غير متحللة” أو “متحللة”، فوتون يكون استقطابه “أيسر” أو “أيمن”، إلخ)، ولكن تبقى الحالة الكمومية الدقيقة غير محددة حتى يتم إجراء هذا القياس الحاسم.

يمكن أن يوجد كيوبت في حالة تمتلك في وقت واحد خصائص كلتا الحالتين الممكنتين. هنا، يمكن لكيوبت التدفق، أو حلقة مصنوعة من مادة فائقة التوصيل، أن يكون بها تيار كهربائي يتدفق في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة في وقت واحد، مما يخلق تراكبًا لكل من حالتي “أعلى” و “أسفل”.

حقوق الصورة: Yufan Li/جامعة جونز هوبكنز

يسمح هذا بأنواع جديدة من العمليات الحسابية الأساسية (يُطلق عليها أحيانًا “بوابات الكم”) للاستفادة منها في حالة أجهزة الكمبيوتر الكمومية، بالإضافة إلى الحسابات الكلاسيكية التي يمكنها إجراؤها.

ما هي أنواع المشكلات الحسابية، إذن، التي يمكن حلها بكفاءة أكبر بواسطة جهاز كمبيوتر كمي مقارنة بجهاز كمبيوتر كلاسيكي؟

الجواب هو أن هناك فئتين من هذه المشكلات:

  1. مشكلات مفيدة لها فائدة فعلية، بما في ذلك محاكاة الأنواع الدقيقة من الأنظمة الكمية التي تعتمد على عدم تحديد الحالة ثنائية الحالة،
  2. ومشكلات غير مفيدة صُممت صراحةً لأنها “رخيصة” حاسوبيًا بالنسبة للحواسيب التي يمكنها الاستفادة من وحدات القياس الكمية، وعدم تحديد الحالة ثنائية الحالة، و/أو البوابات الكمية الأساسية، ولكنها مكلفة حاسوبيًا بشكل مفرط بالنسبة للحواسيب الكلاسيكية.

عندما (أو إذا، لأنه لم يحدث بعد) نتمكن من استخدام حاسوب كمي لحل مشكلة مفيدة أسرع من أي حاسوب كلاسيكي، سنكون قد حققنا إنجازًا رائعًا: التفوق الكمي. (أو، في بعض الأحيان، التفوق الكمي العملي.) ومن المرجح أن يظهر هذا أولاً في مجالات مثل علم المواد، وفيزياء الطاقة العالية، أو الكيمياء الكمية.

إلى الآن، ومع ذلك، لم نستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمية إلا لحلّ مشاكل عديمة الفائدة أساسًا بشكل أسرع من أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية: مشاكل تكون فيها أجهزة الكمبيوتر الكمية فعّالة بينما لا تكون أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية كذلك، ولكن ليس لها أي فائدة أو صلة بالعالم الحقيقي. وقد أُطلق على هذا العرض التوضيحي [[LINK31]] اسم التفوق الكمي [[LINK31]]، ولكن يُطلق عليه أحيانًا أيضًا “الميزة الكمية” بدون أي تحفظات أخرى.

يوضح هذا التمثيل لمعالج سيكامور مثبت في حجرة تبريد فائقة التوصيل كيف بدا حاسوب جوجل الكمي قبل إصدار شريحة ويلو. على الرغم من أن وحدات القياس الكمي (كيوبت) تقدم بعض المزايا الحسابية على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، إلا أنه لا يوجد شيء يمكن محاكاته بشكل أساسي على جهاز كمبيوتر كمي لا يمكن محاكاته أيضًا على جهاز كمبيوتر كلاسيكي. ويتمثل هدف الحوسبة الكمية في تحقيق الميزة الكمية: التفوق الكمي لمشكلة عملية مفيدة.

حقوق الصورة: Forest Stearns، فنان مقيم في جوجل للذكاء الاصطناعي الكمي

تَمَّ إنجاز الشكل غير العملي للتفوق الكمي — أو التفوق الكوانتي — في مكان ما بين عامي 2017 و 2019، وقد تم إثباته عدة مرات لاحقًا. ومع ذلك، هناك ثلاث صعوبات كبيرة تلوح في الأفق على طريق التفوق الكمي العملي.

  • من الصعب جدًا الحفاظ على الحالة الكمية لكيوبت؛ فهي لا تبقى في هذه الحالات غير المحددة إلا لفترات زمنية قصيرة (عشرات الميكروثواني، على الأكثر) قبل أن يؤدي التفاعل مع البيئة إلى ما يُعرف بالتشوش الكمي، مما يُفسد “الكمية” في الكمبيوتر الكمي.
  • من الصعب جدًا الحفاظ على أعداد كبيرة من الكيوبتات تعمل جميعها معًا بشكل متزامن؛ بينما تستفيد أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية الحديثة من ميجابايت وجيجابايت وتيرابايت وبابايت من المعلومات (106، و 109، و 1012، و 1015 بايت، على التوالي، حيث أن كل بايت هو 8 بت)، فإن أجهزة الكمبيوتر الكمية لم تتجاوز الآن، مع وِلو جوجل، عتبة 100 كيوبت، مع 105 كيوبت على شريحة كمية واحدة.
  • ولعلها أكبر تحدٍ، وهي مشكلة تصحيح الخطأ الكمي: حقيقة أن أي دائرة كمية لا يمكن أن تكون موثوقة بنسبة 100٪ (فهي تُدخِل أخطاء)، وأن الأخطاء التي تحصل عليها تزداد مع الوقت اللازم لإجراء الحسابات وعدد الكيوبتات في دائرتك، وأن هناك حاجة إلى نوع من تصحيح الخطأ للتخفيف من هذه المشكلة.

على الرغم من أن معالج ويلو من جوجل قد تجاوز بشكل مثير للإعجاب عتبة المائة قُبيّت على شريحة واحدة، وأجرى عملية حسابية (عديمة الفائدة أساسًا) بكفاءة أكبر بكثير مما تستطيع أيّ حاسوب كلاسيكي، إلا أنه قد حلّ مشكلةً عتيقةً وصعبةً في تصحيح الخطأ الكمي.

يُظهر هذا الرسم البياني ما إذا كانت المشاكل مفيدة/غير مفيدة (المحور السيني) مقابل مدى صعوبة حلها بواسطة الحواسيب الكلاسيكية (المحور الصادي). وفي حين أن أخذ عينات الدوائر العشوائية هو أصعب مهمة معروفة يمكن للحاسوب الكلاسيكي تحقيقها، إلا أنها أيضًا تُعدّ على الأرجح التطبيق الأكثر عدم فائدة الذي يمكن تكليفه للحاسوب الكمي.

حقوق النشر: هارتمان نيفن/جوجل

كلما زاد عدد القُبيّات، زادت الأخطاء، أليس كذلك؟

ليس بالضرورة. في ظل ظروف معينة، كما تم إثباته في عام 2023، فإن زيادة عدد القُبّات الفيزيائية (مع الحفاظ على عدد القُبّات المنطقية منخفضًا) يمكن أن يؤدي إلى تحسين كبير في تصحيح الأخطاء، مما يسمح بفترات زمنية حسابية أطول قبل فقدان التماسك، وبالتالي، السماح بإجراء عمليات حسابية كمومية أكثر قوة بشكل عام.

باستخدام Willow، أظهر فريق جوجل أنه في الواقع، يمكن تقليل الأخطاء الكمومية بشكل أُسّي مع زيادة حجم أجهزة الكمبيوتر الكمومية إلى أعداد أكبر وأكبر من القُبّات الفيزيائية. وكما أشار مؤسس ورئيس جوجل كموم آي، هارتمان نيفن، بشكل صحيح:

“يمكن لـ Willow تقليل الأخطاء بشكل أُسّي مع زيادة الحجم باستخدام المزيد من القُبّات. هذا يحل تحديًا رئيسيًا في تصحيح الأخطاء الكمومية سعت إليه هذه المجال لما يقرب من 30 عامًا.”

إن هذا الجزء صحيح، وبصراحة، رائع. إنه إنجازٌ فائقٌ يُعجّلُ تقدمَ البشرية على طريق الوصول، في نهاية المطاف، إلى نوعٍ من الميزة الكمية العملية. ولكننا لم نحقق ذلك بعد؛ فـ”المعيار” الذي تُروّج له شريحة Willow (وفريقها) من جوجل هو لمشكلةٍ عديمة الفائدة أساسًا، لا تُلاحظ إلا لمدى ارتفاع تكلفة حسابها حاسوبيًا بالنسبة للحاسوب الكلاسيكي: عينة الدائرة العشوائية. بالتأكيد، قامت Willow بإجراء مثل هذا الحساب بسرعةٍ تفوق سرعة الحاسوب الكلاسيكي بحوالي ~1030 مرة، لكنه ليس حسابًا مرتبطًا بأي شكل من الأشكال بحالة استخدام عملية، حتى من الناحية النظرية.

An image of a circuit board

An image of a circuit board

على الرغم من ادعاء الكثيرين بأن ظهور الحوسبة الكمية سيؤدي إلى تسريع الحسابات بشكل شامل مقارنة بأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، إلا أن هذا غير مرجح على الإطلاق. بدلاً من ذلك، ستكون أفضل أجهزة الكمبيوتر هجينة: قادرة على الاستفادة من الجزء الكمي للتطبيقات التي يمكن تحقيق ميزة كمية فيها، ولكن اللجوء إلى تقنيات الحوسبة الكلاسيكية لجميع التطبيقات الأخرى (أي معظمها).

حقوق الصورة: fotogurmespb/Adobe Stock

لو انتهى الخبر عند هذا الحد، لكانت هذه قصة لطيفة (وصحيحة) حول مكاننا في الطريق نحو حوسبة الكم المفيدة. ولكن، للأسف، مثل العديد من قصص الحوسبة الكمية التي وصلت إلى الأخبار من قبل، تأتي هذه القصة مع ادعاء لا يمكن وصفه إلا بأنه كذبة ساخنة جداً، وهو ما يثير الغضب أكثر لأن هارتمان نيفن نفسه يحمل درجة دكتوراه في الفيزياء (التي حصل عليها عام 1996 من جامعة بوخوم)، وينبغي أن يعرف أفضل من أن يقول ما يلي:

“أداء ويلو في معيار [عينة الدائرة العشوائية] مدهش: فقد أجرى عملية حسابية في أقل من خمس دقائق، بينما تستغرق إحدى أسرع الحواسيب العملاقة اليوم 1025 أو عشرة سباعيلا من السنين. وإذا أردت كتابتها، فهي 10,000,000,000,000,000,000,000,000 سنة. يتجاوز هذا الرقم الذي يصعب تصوره المقاييس الزمنية المعروفة في الفيزياء، ويتجاوز بكثير عمر الكون. وهو يعطي مصداقية لفكرة أن الحوسبة الكمومية تحدث في العديد من الأكوان المتوازية، بما يتوافق مع فكرة أننا نعيش في كون متعدد، وهو توقع أطلقه ديفيد دوتش أولاً.”

كلا.

كلا، هذا غير صحيح، وهذا غير دقيق.

لا يحدث الحوسبة الكمية في عدة أكوان متوازية؛ ولا تحدث في أي أكوان متوازية؛ ولا تُبرهن على فكرة أننا نعيش في أكوان متعددة، ولا حتى تُلمح إليها؛ وإذا كان ديفيد دوتش يتفق مع هذا البيان، فهو مخطئ تمامًا مثل نيفن. (وهو خطأ تام بنسبة ١٠٠٪).

multiverse

multiverse

تنصُّ فكرة الأكوان المتعددة على وجود أعدادٍ هائلةٍ من الأكوان المشابهة لكوننا، وأخرى قد تختلف خصائصها اختلافًا جذريًا. ولكن لكي يكون تفسير العوالم المتعددة لميكانيكا الكم حقيقيًا فيزيائيًا، يجب أن يكون هناك مكان (أي كون حقيقي) تستقر فيه هذه النتائج المتوازية، وإلا فإن الرياضيات لن تُعطينا النتيجة الصحيحة ما لم يحدث التضخم لزمن لانهائي.

حقوق الصورة: Lee Davy/flickr/cc by 2.0

هناك سوء فهم جوهري هنا بشأن ماهية الأكوان المتوازية، وهو مختلط بوضوح في ذهن نيفن مع سوء فهم جوهري مصاحب لما هي عليه ميكانيكا الكم. هناك مفهومان للأكوان المتوازية (أو ما يُطلق عليه أحيانًا الكون المتعدد) هما وثيقان بالواقع الفيزيائي لدينا.

branching parallel universes

  • هناك تعدد الأكوان التضخمي، والذي يلاحظ أنه وفقًا لنظرية التضخم الكوني – وهي نظريتنا لما سبق وأعدّ الانفجار العظيم الساخن – لا يوجد فقط كوننا المرئي هناك، ولا مجرد جزء غير مرئي من كوننا يمتد إلى ما وراء أفقنا الكوني، بل عدد هائل من “جيوب” الفضاء الأخرى حيث انتهى التضخم وأطلق انفجارًا عظيمًا ساخنًا خاصًا به، مستقلًا ومنفصلًا عن كوننا.
  • هناك أيضًا أكوان متوازية تأتي مع تفسير العوالم المتعددة لميكانيكا الكم. وبدلاً من رؤيتنا التقليدية لميكانيكا الكم، حيث تستمر الواقعية في حالة غير محددة (أو تراكب للحالات) لجميع النتائج الممكنة حتى يتم إجراء قياس حاسم (أو حدوث تفاعل حاسم)، ويكشف عن واقع واحد فقط (واقعنا)، فإن تفسير العوالم المتعددة يفترض أن جميع النتائج الممكنة تحدث بالفعل في مكان ما: في مجموعة لانهائية من الأكوان المتوازية. علاوة على ذلك، مع كل “قياس” جديد (أو تفاعل) يحدث، ينقسم الجدول الزمني أكثر، مما يخلق أعدادًا متزايدة من الأكوان الممكنة التي لا يمكننا أبدًا ملاحظتها أو التفاعل معها.

branching parallel universes

إذا اتُخذ قرار كمي في كل مرة، فانقسم خط زمننا للسماح باثنين (و اثنين فقط) من النتائج الممكنة، فإن عدد الاحتمالات الإجمالية سيزداد بسرعة كبيرة، وهذا يتوقف على مجموعات النتائج وترتيب التفاعلات المسموح بها. لا يمكن أن تتسع جميع هذه الاحتمالات لكوننا المادي، المرئي، ولكن الهيكل الرياضي المعروف باسم فضاء هيلبرت يمكن أن يحتويها جميعًا.

حقوق الصورة: إي. سيجل/المجال العام

إنّ حوسبة الكم، بالطبع، لا تنطبق على أيٍّ من هذين الأمرين. أظنّ، لو أردت أن تكون مُتساهلاً مع نيفن، يمكنك تفسير ما قاله على أنّه: “حسنًا، أجهزة الكمبيوتر الكمية هي أنظمة كمية، وبما أنّ هذه التفسيرات الكمية المختلفة متكافئة جميعها من الناحية الفيزيائية، فإنّ فكرة الأكوان المتوازية تتسق مع جهاز الكمبيوتر الكميّ الخاص بي”، وهو ما يُعدّ – شبيهًا بتفوق الكم – صحيحًا ولكنه عديم الفائدة.

ومع ذلك، ولأنّ نيفن صرّح صراحةً بقوله: “إنّه يُضفي مصداقية على فكرة أنّ الحوسبة الكمية تحدث في العديد من الأكوان المتوازية، بما يتوافق مع فكرة أنّنا نعيش في أكوان متعددة”، بدلاً من القول الصحيح: “إنّ نتائجنا لا تتخذ موقفًا محددًا إزاء مختلف تفسيرات ميكانيكا الكم، ولا تقول شيئًا ذا معنى حول ما إذا كنا نعيش في أكوان متعددة أم لا”، فمن الصعب أن نكون مُتساهلين إلى هذا الحدّ.

بدلاً من ذلك، من المحتمل أن يكون نيفين قد خلط بين مفهوم فضاء هيلبرت الميكانيكي الكمومي [[LINK48]]، وهو فضاء رياضي ذو أبعاد لا نهائية (على وجه التحديد، فضاء متجه معقد)، حيث “تعيش” الدوال الموجية الميكانيكية الكمومية، وبين مفهوم الأكوان المتوازية والكون المتعدد. يمكن أن يعمل الميكانيك الكمومي بشكل جيد، من الناحيتين الفيزيائية والرياضية، دون إدخال كون موازٍ واحد، ناهيك عن عدد لا نهائي منها. ما عليك سوى تعلم الميكانيك الكمومي، وهو ما ينبغي أن يعرفه نيفين، وعدم خداع نفسك بخلط المفاهيم غير المتعلقة، وهو ما ينبغي أن يعرفه نيفين أيضًا.

parallel universe quantum schrodinger's cat

parallel universe quantum schrodinger's cat

تفترضُ تفسيرُ العوالمِ المُتعددةِ في ميكانيكا الكم وجود عددٍ لا نهائي من الأكوان المتوازية، التي تحتوي على جميع النتائج الممكنة لنظام ميكانيكي كمي، وأنَّ إجراءَ مُلاحظةٍ ما يُختارُ مسارًا واحدًا فقط. وهذا التفسيرُ مُثيرٌ للاهتمامِ فلسفيًا، ولكنهُ لا يحملُ معنىً فيزيائيًا إذا لم يكن هناك ما يكفي من “الكون” لاحتواء جميع هذه الاحتمالاتِ فيهِ.

حقوق الصورة: Christian Schirm/Wikimedia Commons

من المحبط للغاية أن خطوةً ممتازةً حقًا في عالم الحوسبة الكمية – والتي تُمكّن من الحفاظ على التشابك الكمي على مدى فترات زمنية أطول، وتُقلل بشكل كبير من معدل الخطأ في أجهزة الكمبيوتر الكمية – لا يمكن ببساطة تقديمها، حتى من قِبل الفريق الذي حقق هذا التقدم نفسه، دون ربطها بتصريحٍ مُضلِل لا يمت للحقيقة بصلة على الإطلاق. لا تتناول هذه النتيجة الأخيرة أي شيء يتعلق بالأكوان المتوازية، أو الأكوان المتعددة، أو صحة أو عدم صحة أي من التفسيرات القابلة للتطبيق لميكانيكا الكم.

الأهم من ذلك، أنه لا يتطلب أو حتى يقترح أن تحدث الحسابات الكمية في أي مكان آخر غير هنا، في كوننا الخاص. إن مثل هذه العبارة مجازفةٌ بقدر ما تقول إن الإلكترون الذي يسافر عبر شق مزدوج يسافر عبر ذلك الشق المزدوج في أكوان متوازية لانهائية؛ بالتأكيد، يمكنك وصفه بهذه الطريقة، ولكن يمكنك وصفه بنفس السهولة والنجاح دون اللجوء إلى أي شيء يتجاوز ميكانيكا الكم القياسية.

هل توجد أكوان متوازية؟ ربما. هل يوجد عدد لا نهائي منها؟ ربما أيضاً. هل هما ضروريان للحوسبة الكمية، وهل توجد أي طريقة يمكن أن تكشف بها أجهزة الكمبيوتر الكمية أدلة عليهما؟ كلا بالتأكيد. في حين أن هارتمان نيفن قد يكون مرتبكًا بنفسه بشأن معنى كل هذا، فلا داعي للسماح له بإرباكك بدون ضرورة. قدر النتيجة بدون الأعباء الزائدة؛ فقد تحسنت أجهزة الكمبيوتر الكمية تدريجياً، وعلى صعيدٍ غير مرتبط تماماً، لا تزال الأكوان المتوازية فرضية وإمكانية رائعة ولكنها نظرية بحتة.

أرسل أسئلتك إلى إيثان إلى startswithabang at gmail dot com!

A hand with emotional intelligence dials a vintage rotary telephone, its coiled cord adding to the nostalgia of the black-and-white scene.spooky action quantumA group of five people stands in front of a brown van, channeling their inner Richard Feynman. The background features a wall adorned with lush plants, setting the perfect scene for these everyday heroes.quantum mechanics

هذا القسم الأخير من مقال أطول.
المحتوى: “Digital illustration of a DNA double helix in red and blue, set against a black background.

اشترك في نشرة Starts With a Bang

سافر عبر الكون مع الدكتور إيثان سيجل بينما يجيب على أهم الأسئلة على الإطلاق