تتناول دراسة سوينبرن الجديدة مفارقة أساسية: إذا الحوسبة الكمومية هو حل المشكلات التي لا يمكن التحقق منها بالطرق التقليدية، فكيف يمكننا التأكد من صحة النتائج؟

تتمتع الحوسبة الكمومية بالقدرة على معالجة المشكلات التي كان يُعتقد في السابق أنها غير قابلة للحل في مجالات تشمل الفيزياء والطب والتشفير.

ومع ذلك، مع تسارع الجهود لبناء أول جهاز كمي تجاري واسع النطاق وخالي من الأخطاء، يبرز سؤال رئيسي: كيف يمكننا التأكد من أن هذه الإجابات التي تبدو مستحيلة صحيحة بالفعل؟

تتناول دراسة سوينبرن الجديدة هذا التحدي.

تحدي التحقق من المستحيل

يقول ألكسندر ديليوس، المؤلف الرئيسي وزميل أبحاث ما بعد الدكتوراه من مركز سوينبرن لعلوم الكم ونظرية التكنولوجيا: “توجد مجموعة من المشاكل التي لا يستطيع حتى أسرع كمبيوتر عملاق في العالم حلها، إلا إذا كان الشخص على استعداد للانتظار ملايين أو حتى مليارات السنين للحصول على إجابة”.

“لذلك، من أجل التحقق من صحة أجهزة الكمبيوتر الكمومية، هناك حاجة إلى طرق لمقارنة النظرية والنتيجة دون الانتظار لسنوات حتى يقوم الكمبيوتر العملاق بنفس المهمة.”

تطوير طريقة التحقق من صحة عينات بوسون غاوسي

ابتكر الباحثون في سوينبورن تقنيات للتحقق من دقة من المخرجات من نوع من أجهزة الكمبيوتر الكمومية المعروفة باسم Gaussian Boson Sampler (GBS). يستخدم هذا النظام الفوتونات، وهي جسيمات الضوء، لإنشاء حسابات احتمالية قد تستغرق آلاف السنين حتى تكتمل أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة الكلاسيكية.

“في بضع دقائق فقط على جهاز كمبيوتر محمول، تتيح لنا الأساليب التي تم تطويرها تحديد ما إذا كانت تجربة GBS تنتج الإجابة الصحيحة وما هي الأخطاء الموجودة، إن وجدت.”

ولتوضيح هذا النهج، قام الفريق بتقييم تجربة GBS حديثة والتي تتطلب ما لا يقل عن 9000 سنة لإعادة إنتاجها باستخدام أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحالية. وأظهر تحليلهم أن توزيع احتمالية GBS لم يتطابق مع الهدف المقصود، مما يكشف عن وجود ضوضاء إضافية لم يتم تحليلها.

يجب عليهم الآن التركيز على معرفة ما إذا كان تكرار التوزيع البديل مهمة صعبة حسابيًا أو ما إذا كانت هذه الأخطاء تسببت في فقدان الكمبيوتر الكمي “كميته”.

نحو حوسبة كمومية خالية من الأخطاء

إن الإجابة على هذا السؤال ستمهد الطريق لتوفر أجهزة كمبيوتر كمومية خالية من الأخطاء على المستوى التجاري، وهو ما يأمل ديليوس أن يكون في طليعته.

“إن تطوير أجهزة كمبيوتر كمومية واسعة النطاق وخالية من الأخطاء هي مهمة شاقة، إذا تم تحقيقها، فسوف تحدث ثورة في مجالات مثل تطوير الأدوية، والذكاء الاصطناعي، والأمن السيبراني، وتسمح لنا بتعميق فهمنا للكون المادي.

“أحد العناصر الحيوية لهذه المهمة هو الأساليب القابلة للتطوير للتحقق من صحة أجهزة الكمبيوتر الكمومية، والتي تزيد من فهمنا للأخطاء التي تؤثر على هذه الأنظمة وكيفية تصحيحها، مما يضمن احتفاظها بـ “كميتها”.

المرجع: “اختبارات التحقق من عينات البوزون الغاوسي باستخدام كاشفات تحليل أرقام الفوتون” بقلم ألكساندر إس ديليوس، ومارغريت دي ريد، وبيتر د دروموند، 9 سبتمبر 2025، علوم وتكنولوجيا الكم.
دوى: 10.1088/2058-9565/adfe16

تم تمويل هذا البحث جزئيًا من خلال المنح المقدمة من NTT Phi Laboratories. أصبح هذا النشر ممكنا بفضل دعم المنحة 62843 من مؤسسة جون تمبلتون.

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل, يكتشف، و أخبار.