Yemen Science يمن ساينس: الشبكة اليمنية للعلوم والبيئة، موقع يهتم بأخبار العلوم والتكنولوجيا والصحة والبيئة والسكان
مقالات مشابهة
أعلن باحثون من مركز الفيزياء الكمومية الحاسوبية التابع لمعهد فلاتيرون عن تحقيق تقدم بارز؛ إذ تمكنوا من توظيف الحواسيب التقليدية ونماذج رياضية متطورة لتفوق واضح على الحواسيب الكمومية في حل مشكلة ظنّ كثيرون أنها ممكنة فقط عبر الحوسبة الكمومية. جاء هذا الاكتشاف المهم بعد إعلان بحثي بتاريخ اليوم 29 أكتوبر في دورية “فيزيكال ريفيو ليترز”، حيث كشف العلماء عن السبب وراء نجاحهم في هذا الإنجاز. ووفقاً لفريق الباحثين، فإن المشكلة الكمومية التي تصدوا لها – وهي محاكاة نظام كمي ثنائي الأبعاد لذرات ممغنطة متغيرة الاتجاه – أظهرت سلوكاً يُعرف باسم “الاحتواء”، وهو سلوك لم يُلاحظ في فيزياء المادة المكثفة الكمومية إلا في الأنظمة أحادية البعد.
الباحث الرئيس جوزيف تيندال، زميل الأبحاث في مركز الفيزياء الكمومية الحاسوبية، أوضح أن هذا الاكتشاف قد يساهم في فهم أفضل للحدود التي تفصل بين قدرات الحوسبة الكمومية والحوسبة التقليدية، موضحاً أن هذا الإنجاز يقربنا من تمييز هذه الحدود بشكل أوضح.
يُذكر أن الحواسيب الكمومية تعتمد على مبادئ ميكانيكا الكم، وتتيح فرصاً كبيرة في القوة والسرعة مقارنة بالحواسيب التقليدية. وبينما تقتصر عمليات الحواسيب التقليدية على النظام الثنائي (صفر وواحد)، تستطيع الحواسيب الكمومية استخدام “الكيوبتات” التي تمثل الصفر والواحد في آن واحد، مما يمكّنها من معالجة المعلومات بطرق غير تقليدية. إلا أن تكنولوجيا الكم ما زالت في طور البدايات، ولم تثبت تفوقاً كبيراً على الحوسبة التقليدية بشكل قاطع.
بدأت قصة الاكتشاف الحالي حين نشر باحثون من شركة IBM ورقة بحثية في يونيو 2023 في دورية “نيتشر”، حيث زعموا أن محاكاة نظام يضم مجموعة من الذرات الممغنطة المتغيرة عبر الزمن أمر لا يمكن إجراؤه سوى باستخدام حاسوب كمي. بعد اطلاعه على الورقة، قرر تيندال وفريقه اختبار إمكانية استخدام الحوسبة التقليدية لحل نفس المشكلة، وبعد تطوير خوارزميات وكودات مخصصة، أثبت تيندال نجاح الحوسبة التقليدية في الوصول إلى الحل بموارد ضئيلة – بحيث يمكن إجراؤه حتى على هاتف ذكي!
أشار تيندال إلى أنهم لم يقدموا أي تقنيات ثورية، بل استطاعوا من خلال تجميع الأفكار بشكل أنيق وموجز أن يجعلوا المسألة قابلة للحل. هذا الإنجاز دفع تيندال وزميله في معهد فلاتيرون وجامعة نيويورك، دريس سيلز، إلى التساؤل عن سبب بساطة حل هذه المشكلة عبر الحواسيب التقليدية، ليكتشفا لاحقاً سلوك “الاحتواء” في هذا النظام المغلق، وهي ظاهرة تماثل “احتواء الكواركات” المعروفة في فيزياء الجسيمات.
أوضحت الدراسة أن سلوك “الاحتواء” في النظام يمنع النمو السريع للتشابك الكمومي بين الذرات الممغنطة، مما يبسط المسألة ويجعلها قابلة للحل عبر الحواسيب التقليدية. وبفضل النموذج الرياضي الذي طوره الباحثون، أصبحت هناك أداة قيّمة لفهم فيزياء الأنظمة الكمومية الأخرى ثنائية الأبعاد، وقد تشكل الكودات التي أعدها الفريق مرجعية لاختبار المحاكاة الحاسوبية في التجارب المستقبلية.
حول معهد فلاتيرون
يُعد معهد فلاتيرون جزءاً من مؤسسة سيمونز، ويهدف إلى دفع البحث العلمي من خلال استخدام الأساليب الحاسوبية، بما في ذلك تحليل البيانات والنمذجة والمحاكاة.
