داخل الطبقة تحت الصفر لأقوى كمبيوتر كمي في العالم

يشبه الثريا الذهبية ويحتوي على أبرد مكان في الكون.

ما أراه ليس أقوى جهاز كمبيوتر في العالم فحسب، بل التكنولوجيا بالغة الأهمية للأمن المالي، والبيتكوين، والخصوصية الحكومية، والاقتصاد العالمي، والمزيد.

تحمل الحوسبة الكمومية المفتاح إلى الكيفية التي ستفوز بها – وتخسر ​​- الشركات والدول في بقية القرن الحادي والعشرين.

أمامي في إحدى منشآت جوجل في سانتا باربرا بكاليفورنيا، متر معلق في الهواء هو عبارة عن ويلو. بصراحة، لم يكن ما كنت أتوقعه.

لا توجد شاشات أو لوحات مفاتيح، ناهيك عن كاميرات الرأس ثلاثية الأبعاد أو شرائح قراءة الدماغ.

الصفصاف عبارة عن سلسلة من الأقراص الدائرية بحجم برميل الزيت متصلة بمئات من أسلاك التحكم السوداء التي تنحدر إلى ثلاجة حمام الهيليوم السائل البرونزي التي تحافظ على الرقاقة الكمومية الدقيقة على مسافة ألف من الدرجة فوق الصفر المطلق.

يبدو الأمر وكأنه يعود إلى الثمانينيات، ولكن إذا تم تحقيق الإمكانات الكمومية، فإن هيكل قنديل البحر المعدني والأسلاك الموجود أمامي سيغير العالم بعدة طرق.

قال هارتموت نيفين، رئيس قسم الذكاء الاصطناعي الكمي في جوجل، بينما كنا نسير عبر الأبواب شديدة الأمان: “مرحبًا بكم في مختبرنا للذكاء الاصطناعي الكمي”.

نيفين هو شخصية أسطورية، جزء منه عبقري تقني، وجزء متحمس لموسيقى التكنو، الذي تزلج على الجليد هنا مباشرة من مهرجان الموسيقى Burning Man – الذي صمم هذا الفن من أجله. ربما هو في عالم موازٍ – المزيد عن هذا لاحقًا.

هدفه هو تحويل الفيزياء النظرية إلى أجهزة كمبيوتر كمومية وظيفية “لحل المشكلات المستعصية”، وهو يعترف بأنه متحيز لكنه يقول إن هذه الثريات هي الأفضل أداءً في العالم.

دار الكثير من حديثنا حول ما لم يُسمح بتصويره في هذا المعمل المحظور. وتخضع هذه التكنولوجيا المعقدة لضوابط التصدير والسرية وهي في قلب المنافسة على الهيمنة التجارية والاقتصادية. أي ميزة صغيرة هي مصدر نفوذ محتمل للشركات في سلاسل التوريد العالمية، من حجم المكونات الجديدة.

في هذا المعبد للعلوم الرفيعة، يتمتع الفن والألوان بإحساس كاليفورنيا المميز. يُطلق على كل كمبيوتر كمي اسم مثل ياكوشيما أو ميندوسينو، وكل منها ملفوف بقطعة من الفن المعاصر، وتزين الجداريات المتنوعة على طراز الكتابة على الجدران الجدران المضاءة بشمس الشتاء الساطعة.

يحمل Neven شريحة Willow، أحدث شريحة كمومية من Google، والتي حققت إنجازين مهمين. وقال إنها حسمت “مرة واحدة وإلى الأبد” الجدل الدائر حول ما إذا كانت أجهزة الكمبيوتر الكمومية قادرة على فعل أشياء لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر التقليدية القيام بها.

قام Willow أيضًا بحل مشكلة مرجعية في دقائق، والتي قد تستغرق أفضل كمبيوتر في العالم أكثر من 10 سيبتيليون سنة، أي أكثر من تريليون تريليون، أو واحد به 25 صفرًا، أي أكثر من عمر الكون.

وقد تم مؤخراً تطبيق هذه النتيجة النظرية على خوارزمية الصدى الكمومي، والتي يستحيل على أجهزة الكمبيوتر التقليدية أن تتعلم بنية الجزيئات من نفس التكنولوجيا المستخدمة في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي.

يشرح نيفين الطرق التي يعتقد أن شريحة الصفصاف الكمومية ستُستخدم “لمساعدة البشرية في العديد من مشاكلها في الوقت الحالي”.

ويقول: “سيمكننا هذا من اكتشاف الأدوية بكفاءة أكبر”. “سوف يساعدنا على جعل إنتاج الغذاء أكثر كفاءة، وسوف يساعدنا على إنتاج الطاقة، ونقل الطاقة، وتخزين الطاقة… لمعالجة تغير المناخ والجوع البشري.”

قال لي: “إنها تتيح لنا فهم الطبيعة بشكل أفضل، ومن ثم كشف أسرارها لإنشاء تقنيات تجعل الحياة أكثر متعة لنا جميعًا”.

ويعتقد بعض الباحثين أن الذكاء الاصطناعي الحقيقي لن يكون ممكنا إلا مع الكم.

فاز أعضاء الفريق هنا بجائزة نوبل للبحث الرائد حول “الكيوبتات فائقة التوصيل” المستخدمة هنا.

تحتوي شريحة Willow على 105 كيوبت. يحتوي الجهد الكمي لشركة Microsoft على 8 كيوبتولكن باستخدام طريقة مختلفة. السباق حول العالم يدور حول “آلة مقياس المنفعة” بمليون كيوبت يمكنها تصميم كيمياء الكم والأدوية دون أخطاء. التكنولوجيا هشة.

ما يحدث هنا تتم مراقبته بعناية في جميع أنحاء العالم. وقال البروفيسور السير بيتر نايت، رئيس المجلس الاستشاري لاستراتيجية برنامج تكنولوجيا الكم الوطني، إن ويلو قد فتح آفاقًا جديدة.

وقال “جميع الآلات لا تزال في مرحلة نموذج اللعبة، فهي ترتكب أخطاء. وتحتاج إلى تصحيح الأخطاء. وكان ويلو أول من أظهر أنه يمكنك تصحيح الأخطاء، من خلال الإصلاحات المتكررة، مما يؤدي إلى التحسين”.

وهذا يضع التكنولوجيا على المسار الصحيح نحو تنفيذ تريليون عملية بشكل صحيح، ربما في غضون سبع أو ثماني سنوات، بدلاً من العقدين المقدرين سابقًا.

إذا تم تحديد الربع الأول من هذا القرن بظهور الإنترنت ثم الذكاء الاصطناعي، فمن المؤكد أن السنوات الخمس والعشرين المقبلة ستكون بداية العصر الكمي.

تخيل أنك تحاول العثور على كرة تنس بين آلاف الأدراج المغلقة. يفتح الكمبيوتر الكلاسيكي كل منها بالتسلسل. يقوم الكمبيوتر الكمي بفتحها جميعًا في نفس الوقت. أو بالمثل، بدلًا من طلب مائة مفتاح لفتح مائة باب في الحوسبة العادية، يمكّنك الكم من فتح مائة مفتاح على الفور بمفتاح واحد.

هذه الآلات لن تكون للجميع. لن تتقلص إلى هواتف أو نظارات الذكاء الاصطناعي أو أجهزة الكمبيوتر المحمولة. لكن النقطة المهمة هي أن قوة أجهزة الكمبيوتر هذه تنمو بشكل كبير، وأن الجميع يشاركون في هذا الحدث.

سألت رئيس شركة Nvidia Jensen Huang عما إذا كان هذا يشكل تهديدًا لنموذجه المتمثل في توفير شرائح متخصصة للذكاء الاصطناعي. فأجاب: “لا، سيتم إضافة معالج كمي إلى جهاز الكمبيوتر في المستقبل”.

ويشير أحد رواد المملكة المتحدة في هذا المجال إلى ما يقدمه العالم الكمي، وهو القدرة المطلقة على فك تشفير كل شيء تقريبًا بدءًا من أسرار الدولة وحتى البيتكوين.

وقال السير بيتر: “تحتاج جميع العملات المشفرة إلى إعادة فحصها بسبب تهديد الحوسبة الكمومية”.

في العام الماضي، قال أحد كبار شركاء Nvidia إن Bitcoin لا يزال أمامها سنوات، مع التكنولوجيا اللازمة لسلسلة كتل قوية بحلول نهاية العقد.

تشير مصادر صناعة التكنولوجيا إلى عملية “الحصاد الآن، وفك التشفير لاحقًا” لوصف كيف يُعتقد أن وكالات الدولة تقوم بتخزين جميع البيانات المشفرة حول العالم في الداخل والخارج مع توقع أن تتمكن الأجيال القادمة من الوصول إليها.

ثم هناك السباق حول العالم. إن النهج الذي تتبناه الصين في التعامل مع المنافسة التجارية مع الولايات المتحدة والغرب مختلف تمام الاختلاف.

وقال السير بيتر إن إجمالي الموارد المخصصة للتكنولوجيا الكمومية في الصين تبلغ حوالي 15 مليار دولار (11 مليار جنيه إسترليني)، وربما تكون على مستوى جميع البرامج الحكومية في بقية العالم.

منذ عام 2022، نشرت الصين أوراقًا علمية حول الكم أكثر من أي دولة أخرى، وهي الجهود التي قادها عالم فيزياء رائد يدعى بان جيانوي. إنه جزء مهم من الخطة الخمسية الرابعة عشرة لبكين.

قررت الصين منع شركات التكنولوجيا مثل بايدو وعلي بابا من تطوير أبحاثها الكمومية ــ وركزت الأفراد والبنية التحتية في مؤسسة تديرها الدولة. تحاول الصين التقدم في مجال الاتصالات الكمومية والأقمار الصناعية.

في العام الماضي، قام بان ببناء واختبار الكمبيوتر الكمي Xuchangzhi 3.0 باستخدام تقنية مماثلة، وإن كان ذلك بأسلوب مختلف عن Willow، مدعيًا نتائج مماثلة. يفتح للاستخدام التجاري في الخريف. يبدو الأمر برمته وكأنه مشروع مانهاتن خلال الحرب العالمية الثانية لتطوير أول أسلحة نووية، أو سباق الفضاء في القرن الحادي والعشرين.

المملكة المتحدة هي مركز علمي للأبحاث الكمومية. لقد كان عالمًا بريطانيًا هو الذي أجرى بحثًا أساسيًا حول الكيوبتات فائقة التوصيل. هناك العشرات من الشركات والأبحاث المتطورة. وتخطط الحكومة للقيام باستثمار كبير حول هذا الأمر في الأسابيع المقبلة. إنه مهم للاقتصاد والاستخدام العسكري والجغرافيا السياسية. ومن المتوقع أن تكون المملكة المتحدة القوة الثالثة في هذا المجال.

بالعودة إلى Willow Lab، ربما يتم طرح المزيد من الأسئلة الوجودية. في العام الماضي، اقترح نيفن أن سرعة ويلو الهائلة تدعم فكرة وجود أكوان متعددة. يمكن تفسير هذه السرعة بشكل أساسي من خلال استغلال Willow للأكوان المتوازية للحصول على قوته الحاسوبية. ولم يشتريه جميع العلماء.

قال لي: “لا يزال هناك نقاش حماسي”. “كما تعلمت في زيارتك للمختبر، فإن السبب وراء قوة أجهزة الكمبيوتر الكمومية هو قدرتها على لمس ما يتراوح بين مجموعتين إلى 105 مجموعات في وقت واحد في دورة ساعة واحدة. وهذا يجعلك تتساءل أين توجد هذه الأشياء المختلفة؟… هناك نسخة من ميكانيكا الكم يجب التفكير فيها – تكوين العديد من العوالم – الأكوان المتوازية أو “

لم تثبت ويلو ذلك، كما حرص نيفين على القول، لكنه “يقترح أن نأخذ هذه الفكرة على محمل الجد”.

إنها طليعة حدود العالم، والتكنولوجيا، والنمو، وسوف تضخ الحكومة البريطانية المليارات قريباً للحاق بأشجار الصفصاف والصينيين. يبدو وكأنه خيال علمي. وهذا يتحول بسرعة إلى حقيقة اقتصادية.