Sorry, you need to enable JavaScript to visit this website.

ابتكار كومبيوتر كمومي متحرر من النظام الإلكتروني الثنائي

يعتمد على خلايا ذاكرة متطورة تسمى كيودات

الأرجح أن مرحلة الانتاج الموسع للكومبيوتر الكمومي أصبحت على الأبواب (فيزيكس ساينس.أورغ)

صنع العلماء حاسوباً كمومياً quantum computer [بمعنى أنه يستخدم خصائص الفيزياء الكمومية، أو فيزياء الكم، لتخزين البيانات وإجراء العمليات الحسابية وغيرها]، ولكنه هذه المرة ليس مقيداً بالنظام الثنائي binary system خلافاً للكمبيوترات التقليدية [يعمل الكمبيوتر التقليدي بنظام الصفر الذي يعني عدم مرور تيار الإلكترونات والواحد الذي يعني مرورها. ويسمى النظام ثنائياً لأنه يعتمد الصفر والواحد. يشار إلى أن النظام نفسه يطبق في الرياضيات، ويكتب الأعداد كلها وعملياتها، بالصفر والواحد. يسمى أيضاً اللغة الثنائية].

وبصورة عامة، تعتمد أجهزة الكمبيوتر التقليدية التي نعرفها اليوم على معلومات ثنائية، إذ تعمل بواسطة آحاد 1 وأصفار 0، مخزنة معلومات أكثر تعقيداً في "بتات" [الـ"بت" هي الوحدة الأساسية للذاكرة، وتتكون من صفر وواحد] تكون إما في وضع إيقاف [0] أو تشغيل [1]، بيد أن هذا النظام الذي يبدو بسيطاً يمثل جوهر كل جهاز كمبيوتر نستخدمه.

لقد أخذت أجهزة الكمبيوتر الكمومية النظام الثنائي عينه. في المقابل، إنها تستخدم "كيوبتات" qubits [يشير المصطلح إلى مزيح الكمومية Quantum (كيو) والـ(بت) Bit] أو نظائر الكم للبتات] التي تقلد "بتات" الكمبيوتر الكلاسيكي، لكنها تستعمل باستخدام تقنية كمومية.

في المقابل، إن "كيوبت" مصنوعة بأكثر من تلك الآحاد والأصفار. ليست أجهزة الكمبيوتر الكمومية مقيدة بالضرورة بالنظام الثنائي. ويأمل العلماء في أن تحريرها من هذا النظام يضيف تعقيداً إضافياً من من دون استخدام مزيد من الجسيمات الكمومية.

الآن، يقول علماء إنهم نجحوا في ابتكار كمبيوتر كمومي يعمل بهذه الطريقة. بدلاً من "كيوبات" qubits، يجري هذا الجهاز العمليات الحسابية مستخدماً ما يسمى "كيودات" qudits [خلايا ذاكرة كمومية أكثر تعقيداً]، أي أرقام كمومية تسمح بقوة حوسبة أكبر حتى من الكومبيوتر الكمومي إلى حد كبير.

اقرأ المزيد

يحتوي هذا القسم على المقلات ذات صلة, الموضوعة في (Related Nodes field)

تتمتع غالبية أجهزة الكمبيوتر الكمومية بإمكانية الوصول إلى حالات كمومية أكثر من تلك التي تستخدم فعلاً عند اضطلاعها بعمليات حسابية. في الدراسة الجديدة، استعان العلماء بكمبيوتر في "جامعة إنسبروك" في مدينة إنسبروك النمساوية يخزن المعلومات في ذرات محاصرة [بمعنى مسيطر عليها ضمن حقل كهرومغناطيسي] من الكالسيوم موجودة في ثماني حالات مختلفة مثلاً، لكنها بصفة عامة تستخدم حالتين منها.

كذلك نجح الباحثون في تأكيد قدرتهم على الاستفادة من الإمكانات الكاملة التي يتمتع بها هذا الكمبيوتر، وتحقيق ذلك بطريقة لا تجعل الكمبيوتر أقل موثوقية، على غرار الحال مع أي كمبيوتر تقليدي.

علاوة على ذلك، يرغب العلماء عادةً في استخدام أجهزة كمبيوتر كمومية بغية العمل على حل مشكلات حسابية تتبدى فعلاً بشكل طبيعي في عمليات مراجعة الحسابات. وكذلك ذكر مارتن رينغباور، عالم في الفيزياء التجريبية وعضو في فريق "جامعة إنسبروك" إن "العمل باستخدام أكثر من أصفار وآحاد أمر طبيعي جداً، ليس بالنسبة إلى الكمبيوتر الكمومي فحسب ولكن أيضاً بالنسبة إلى تطبيقاته، ما يسمح لنا بإطلاق العنان للإمكانات الحقيقية التي تكتنزها الأنظمة الكمومية".

تحدثت عن هذا الإنجاز ورقة بحثية جديدة بعنوان "معالج معلومات كمومي عالمي يستند إلى الكوديت مع أيونات محاصرة"، نشرت في "نيتشر فيزيكس" Nature Physics اليوم.

نُشر في "اندبندنت" بتاريخ 25 يوليو 2022

© The Independent