اختراق في الحوسبة الكمومية: أنيونات غير أبيلية تُثبت القدرة على الحوسبة الشاملة

في إنجاز علمي بالغ الأهمية، أعلن فريق من الباحثين من جامعة شيكاغو وجامعة هارفارد وجامعة ستوني بروك وشركة Quantinuum أنهم نجحوا في إثبات أن الأنيونات غير الأبيلية، وهي جسيمات كمية من أغرب ما كشفه علم الكم، قادرة على تنفيذ مجموعة البوابات الشاملة، أي إجراء أي عملية حسابية كمومية يمكن تصوّرها.

أجرى الفريق تجاربه على معالج H2 من إنتاج شركة Quantinuum، الذي يضم 54 بِتاً كمياً. وما يُميّز هذا النهج هو توظيف تماثل S3، وهو نظام رياضي يصف حركات المثلث المتساوي الأضلاع، لخلق أنيونات تُتيح عند الجمع بين عمليتي الضفر والاندماج آفاقاً حسابية لم تكن متاحة بعملية الضفر وحدها.

قال روبن فيريسن من جامعة شيكاغو: أثبتنا ما يُسمى مجموعة البوابات الشاملة، مما يعني أنه بإمكانك تنفيذ أي حسابٍ كمومي تريده.

تتمتع هذه المقاربة بميزتين استثنائيتَين. الأولى: الحماية الطبولوجية، إذ تُوزَّع المعلومات الكمية عبر حزم من البِتات الكمية المتشابكة بما يجعلها أكثر مقاومةً للضوضاء البيئية والأخطاء العشوائية، وهو العائق الأكبر أمام الحوسبة الكمومية الموثوقة. أما الميزة الثانية فتتمثل في تجاوز تقطير الحالات السحرية، وهي عملية مُستنزِفة للموارد تستهلك أعداداً هائلة من البِتات الكمية في الأنظمة المعتادة لتصحيح الأخطاء فحسب.

يفتح هذا الاكتشاف الباب أمام أجهزة كمومية أكثر كفاءةً وأقل هدراً للموارد، مما قد يُقرّب الوصول إلى حاسوب كمومي عملي يُحل مسائل تعجز عنها أقوى الحواسيب التقليدية، من محاكاة الجزيئات لتطوير أدوية جديدة إلى تحسين الشبكات اللوجستية.

في الوطن العربي، تستثمر كلٌّ من السعودية والإمارات في أبحاث الحوسبة الكمومية كجزء من استراتيجياتهما للتنويع الاقتصادي. أطلق مركز الملك عبدالله للدراسات والبحوث (كاكست) برامج تمويل لمواكبة هذه التطورات، فيما تُراقب شركات التقنية الناشئة في مركز دبي للذكاء الاصطناعي هذه الاختراقات عن كثب باعتبارها حجر أساس لحل مسائل التحسين في سلاسل الإمداد والخدمات المالية الإسلامية.

ولا يزال المجال في طور الإثبات المبدئي؛ إذ تبقى تحديات هندسية وعلمية كثيرة أمام بناء حاسوب كمومي يعتمد هذه التقنية على نطاق واسع. غير أن الفريق يؤكد أن ما تحقق يُمثّل قفزةً نوعية في إثبات الجدوى النظرية والعملية للأنيونات غير الأبيلية كركيزة للحوسبة الكمومية المستقبلية.