نظام تحكم جديد بـ"الحواسب الكمية"

نظام تحكم جديد بـ"الحواسب الكمية"

زاد الاردن الاخباري -

مع تطوير الجيل الجديد من الحواسيب الكمية، تظهر مشكلة كبيرة ومفاجئة تتمثل في التواصل بين الحواسيب الكمية والتقليدية.

وتحتاج الحواسيب الكمية لأدوات قراءة إلكترونية تترجم تعليمات المشغل البشري إلى تعليمات تفهمها الحواسيب الكمية، علما أن الأنظمة الموجودة حاليا مكلفة وكبيرة الحجم.

وفي هذا الإطار، طور مهندسون من قسم الطاقة في الولايات المتحدة، نظام تحكم جديدا من أجهزة القراءة الإلكترونية، يدعى أداة التحكم الآلية الكمية، الذي كان له دور في تحسين أداء الحواسيب الكمية مع تخفيض تكلفة أجهزة التحكم.

وقالت نائبة مدير برامج العلوم في مكتب العلوم التابع لوزارة الطاقة الأمريكية، هارييت كونغ، إن ”تطوير مجموعة أدوات التحكم الكمية، مثال ممتاز على الاستثمار الأمريكي في أبحاث تقنيات الكم المشتركة بين الصناعة والأوساط الأكاديمية والحكومة لتسريع عمليات البحث والتطوير الكمية“؛ وفقا لموقع ”ساينس ديلي“.

وطور أدوات التحكم الآلية الكمية، فريق من مهندسي مختبر ”فيرميلاب“ للطاقة، بقيادة كبير المهندسين غوستافو كانسيلو، بالتعاون مع جامعة شيكاغو الأمريكية، التي كانت تهدف إلى إنشاء واختبار وحدة تحكم من أجل تجارب الحوسبة الكمومية، كما أسهم في ضبط المواصفات والتحقق من الأجهزة الفيزيائية في جامعة شيكاغو، ديفيد شوستر.

ويتعامل المهندسون الذين يصممون نلك الحواسيب مع التحدي القائم على بناء الجسر الرابط بين عالمين غير متوافقين ظاهريا؛ المتمثلين بالحواسيب التقليدية والحواسيب الكمية، حيث تعتمد الأخيرة، على القواعد الاحتمالية غير البديهية لـ“ميكانيكا الكم“، وهي تمكنها من إجراء حسابات لا تستطيع الحواسيب العادية القيام بها.

ولأننا نعيش في العالم المرئي حيث تسود الفيزياء الكلاسيكية، تعمل إلكترونيات التحكم والقراءة كمترجم يربط بين هذين العالمين، إذ تعمل أجهزة التحكم على نقل الأوامر إلى الحاسوب الكمومي، أما أجهزة القراءة فتنقل المعلومات من الحاسوب الكمومي إلى العالم التقليدي.

وتعتمد الأجهزة السابقة على دارات التوصيل الفائق من خلال ”الكيوبيتس“، والتي تتصف معداتها بأنها مكلفة وكبيرة الحجم وبطيئة، في حين أن نقل المعلومات يحتاج للسرعة.

واستطاع الفريق البحثي تحقيق ذلك من خلال ابتكار لوحة إلكترونية مضغوطة تشبه الحاسوب المحمول، وتتوافق مع عمل الكيوبيتس حاليا وفي المستقبل.

واعتمد الباحثون في تصميمهم على نبضات المايكرويف وإشارات الراديو بترددات أشبه بإشارات الهواتف المحمولة.

واستغرق تصميم الجهاز نحو 6 أشهر، وعمل المصممون بحذر كي لا يلتقط الجهاز إشارات خارجية، وهو حاليًّا جاهز للتصنيع والتجميع.

ونشر الباحثون دراستهم في مجلة ”إي آي بي ريفيو أوف ساينتيفيك إنسترومنتس“، وأسهم كل من مركز علوم ”الكوانتم“ ومركز الأنظمة والمواد الكمية الأمريكيين في تصميم الجهاز الذي يتوفر الآن بتكلفة منخفضة في الجامعات لأغراض تعليمية.

---