مع تقدم التقنيات الكمومية، يتم التقرب أكثر من إيجاد حلول لبعض أكثر مشاكل العالم صعوبة، في حين أن هذا النموذج الجديد يحمل إمكانية لا تصدق، فإن الحوسبة الكمومية لا تزال في مهدها.
كيف يتم تطوير الكيوبت الطوبولوجي
- لاحتضان قوة وإمكانات الحوسبة الكمية بشكل كامل، يجب تصميم النظام لتلبية متطلبات الحلول التي يحتاجها العالم أكثر.
- تُعرف الطبيعة الهشة للكيوبتات بأنها واحدة من أهم العقبات في الحوسبة الكمومية، حتى أدنى تداخل يمكن أن يتسبب في انهيار الكيوبتات، مما يجعل الحلول التي نسعى لتحقيقها مستحيلة؛ لأن الحسابات لا يمكن أن تكتمل.
- تعالج مايكروسوفت هذا التحدي من خلال تطوير كيوبت طوبولوجي، حيث تتم حماية كيوبتات الطوبولوجي من الضوضاء نظرًا لقيمها الموجودة في نقطتين متميزتين، مما يجعل جهاز الكمبيوتر الكمي الخاص بنا أكثر قوة ضد التداخل الخارجي.
- حيث سيساعد هذا الاستقرار المتزايد مقياس الكمبيوتر الكمومي على إكمال حسابات أطول وأكثر تعقيدًا، مما يجعل الحلول التي نحتاجها في متناول اليد.
- الطوبولوجيا هي فرع من فروع الرياضيات يصف الهياكل التي تشهد تغيرات فيزيائية مثل الانحناء أو الالتواء أو الضغط أو التمدد، مع الحفاظ على خصائص الشكل الأصلي.
- وعند تطبيقها على الحوسبة الكمومية، تخلق الخصائص الطوبولوجية مستوى من الحماية يساعد كيوبت في الاحتفاظ بالمعلومات على الرغم مما يحدث في البيئة، إذ يحقق الكيوبت الطوبولوجي هذه الحماية الإضافية بطريقتين مختلفتين:
1- تجزئة الإلكترون: عن طريق تقسيم الإلكترون، حيث يتم تخزين المعلومات الكمومية في كلا النصفين، وتتصرف بشكل مشابه لتكرار البيانات، وإذا تعرض نصف الإلكترون للتداخل، فلا يزال هناك ما يكفي من المعلومات المخزنة في النصف الآخر للسماح باستمرار الحساب.
2- انحطاط حالة الأرض: صُممت الكيوبتات الطوبولوجية بحيث يكون لها حالتان أرضيتان، وتُعرفان بانحطاط الحالة الأرضية مما يجعلها أكثر مقاومة للضوضاء البيئية، وفي العادة، لا يكون تحقيق هذه الحماية ممكنًا؛ لأنه لا توجد طريقة للتمييز بين الحالتين الأساسيتين، ومع ذلك، يمكن للأنظمة الطوبولوجية استخدام التضفير أو القياس لتمييز الاختلاف، مما يتيح لها تحقيق هذه الحماية الإضافية.
