غوغل: تقنية «استنبات الحالات السحرية» تخفض الأخطاء بنحو 40 ضعفًا على شريحة Willow
تقول Google Quantum AI إن هذه التقنية تخفف اختناقًا معروفًا منذ زمن طويل في الموارد، لكنّ نجاحها ما زال بحاجة إلى إثبات على نطاق أوسع.
رسم توضيحي بالذكاء الاصطناعيأعلنت Google Quantum AI في 15 أكتوبر أنها أثبتت عمل تقنية تسمى استنبات الحالات السحرية على معالجها Willow، مما خفّض الأخطاء بنحو 40 ضعفًا مقارنةً بالتشغيل من دونها. وقالت الشركة إن العمل نُشر الآن.
الحالات السحرية هي حالات كمومية خاصة تساعد الآلة على تنفيذ مجموعة العمليات اللازمة للحوسبة الكمومية الشاملة، أي النوع القادر على تشغيل برامج مفيدة تتجاوز ما تستطيعه الحواسيب التقليدية. ويرى الباحثون منذ عام 2004 أن إنتاجها يمثل عقبة صعبة. ووفقًا لـ Google، فإن إنتاج حالات سحرية عالية الجودة ومصححة الأخطاء يستهلك موارد كثيرة إلى درجة أن بعض التقديرات تشير إلى أن ما يصل إلى 95% من قدرة الحاسوب الكمومي قد يلزم تخصيصه لها. كما لا يمكن استخدام كل حالة سحرية إلا مرة واحدة.
طوّر باحثو Google Quantum AI طريقة الاستنبات في عام 2024، مستندين إلى فكرة وردت في الأدبيات السابقة وطوّروها. والغاية منها أن تعمل كمرشّح: توضع حالة مشوشة في منطقة صغيرة من الشريحة، وتفحص سلسلة من القياسات المنسقة وجود الأخطاء وتستبعد المحاولات الفاشلة. والهدف هو تنمية حالة نقية جدًا قليلة الأخطاء يمكن في الوقت نفسه تكييفها لتصبح ضمن ترميز أكبر. وقالت Google إن هذا النهج، إن نجح على العتاد، يمكن أن يقلل بدرجة كبيرة حجم الحاسوب الكمومي اللازم للمهام العملية.
على معالج Willow حقق البروتوكول انخفاضًا في الأخطاء بمقدار 40 ضعفًا مقارنةً بالحالات التي لم تُستنبت، وأنتج حالات T بما وصفته الشركة بدقة منطقية قياسية بلغت 99.99%. ووصفت Google النتيجة بأنها أول عرض عملي لحل عملي لأحد أشد اختناقات الموارد حدة في المجال.
تطلّب بلوغ ذلك مزيدًا من العمل الهندسي. ففي الاختبارات الأولى، وجد الفريق أن الضجيج المخبري الناجم عن انحراف المعدات الكهربائية وتفاوت درجات الحرارة كان يقوّض معياره المعتاد للقياس. فأضاف تحكمًا إضافيًا لتقليل هذا الضجيج، وابتكر طريقة جديدة لقياس الأداء تستخدم الاستنبات نفسه لقياس ذاته.
كما نقل الباحثون الحالات من شيفرة لونية ذات مسافة 3 إلى شيفرة سطحية ذات مسافة 5، وهما شكلان من تصحيح الأخطاء الكمومي، مما أظهر أن الحالات المنقّاة يمكنها البقاء والانتقال داخل العتاد.
وقالت Google إن استنبات الحالات السحرية لا يزال بحاجة إلى إثباته على نطاق أوسع قبل أن يصبح واقعيًا للحوسبة الكمومية العملية، وإن تحديات تقنية كثيرة لا تزال قائمة.