مشاكل الضوضاء في الحوسبة الكمومية

اقرأ في هذا المقال


تعاني الحواسيب الكمومية من مشكلة كبيرة، وتحتوي على الكثير من الأشياء الصغيرة بشكل لا يصدق، حيث تعد هذه الأجهزة المستقبلية بإحداث ثورة في كل شيء من الصناعة المالية إلى اكتشاف الأدوية عن طريق الاستفادة من قوة عدم اليقين الكمومي.

الضوضاء في الحوسبة الكمومية

  • بدلاً من استعمال وحدات البت مثل الكمبيوتر المحمول أو الهاتف، تقوم أجهزة الكمبيوتر الكمومية باستعمال الكيوبتات، وهذا يعني أنها تستطيع أن تعمل بجودة أفضل وبسرعة أكبر معينة الكمبيوتر التقليدية، وقد تكون أفضل في محاكاة العمليات الطبيعية.
  • يتسابق عمالقة التكنولوجيا لتأسيس وإنشاء أجهزة الكم، لكن بشكل جماعي هذه الصناعة غارقة في عصر يُعرف في مجال الأعمال باسم الكم الصاخب المتوسط أو (NISQ)، إذ أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية اليوم هي أجهزة حساسة يمكن ازالتها من خلال أدنى تداخل بيئي، إذ إنها بطيئة وصغيرة الحجم وليست دقيقة، وهذا يعني أنها بدون فائدة.
  • تعمل الخوارزمية على إنشاء طرق جديدة لحل مشكلة الضوضاء التي تعاني منها أجهزة الكمبيوتر الكمومية، والتي تكون بسبب التغييرات البيئية الصغيرة التي تجعل الكيوبتات للخروج من حالة حساسة تسمى التراكب.
  • هذه الحالة التي يمكن اعتبارها تقريبًا ليست 0 أو 1، ولكن يمكن اعتبارها 0 أو 1 معا، هي التي يتحول فيها أجهزة الكمبيوتر الكمومية لتصبح أدق وأقوى وأسرع، ولكن أيضًا من الصعب جدًا بناؤها.
  • تعمل الخوارزمية على رؤية جديدة لطرق معقدة لمعالجة الضوضاء والتخفيف منها، بحيث يمكن استخدام الأجهزة في المراحل المبكرة لإجراء الأبحاث، وهي تستخدم المحاكاة الكيميائية، فهي حالة استعمال محتملة واعدة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية؛ لأنها تشابه عدم اليقين في الطبيعة.
  • تقيس الخوارزميات التي تعمل على التخفيف من الضوضاء التي يعاني منها من خلال محاكاة جزيئات كيميائية مثل جزيئات ثنائي الكروم، وهو أمر بسيط بما يكفي لمحاكاته باستعمال أجهزة الكمبيوتر الكمومية الحالية، ولكنه معقد بدرجة كافية ليظهر ما تحمله هذه الأجهزة من قوة ودقة.

المصدر: The Complexity of Noise: A Philosophical Outlook on Quantum Error Correction، Amit Hagar‏Quantum Computer Systems: Research for Noisy Intermediate-Scale Quantum، Yongshan DingAdvances in Information and Communication: Proceedings of the 2022، Kohei Arai‏


شارك المقالة: