آي بي إم وجامعة شيكاغو تثبتان تفوقاً كمومياً موثقاً باستخدام كيوبتات منطقية مصححة للأخطاء

أعلنت آي بي إم وباحثون من جامعة شيكاغو في 30 يوليو عمّا وصفوه بأنه إثبات لتفوق كمومي حقيقي: حساب تجاوز النطاق العملي لأفضل طرق المحاكاة الكلاسيكية، مع توفير ثقة قابلة للتحقق بأن النتيجة كانت صحيحة. ويتناول هذا الإنجاز، الموثق في ورقة بحثية بعنوان 'أخذ عينات من دوائر صعبة بدقة عالية قابلة للتحقق'، مشكلة أرّقت ادعاءات التفوق الكمومي السابقة، وهي إثبات دقة النتيجة عندما لا يستطيع أي حاسوب كلاسيكي التحقق منها بمجرد إعادة الحساب.

استخدم الفريق طريقة جديدة لتصحيح الأخطاء لترميز 70 كيوبت منطقي، حاميةً إياها من الضوضاء التي عادة ما تفسد الحسابات الكمومية، واستخدمها لتنفيذ 2,415 عملية منطقية ثنائية الكيوبت و468 'بوابة T' منطقية، وكلاهما معياران لمدى تعقيد الدائرة الكمومية. اكتمل الحساب الكامل في نحو 15 دقيقة، وهي مدة يقول الباحثون إنها ستتطلب وقتاً غير عملي باستخدام أفضل طرق الحوسبة الكلاسيكية. ومن اللافت أن معدل الخطأ المنطقي المحقق كان أقل بنحو عشر مرات من معدل الخطأ الفيزيائي الأساسي، ما يظهر أن نظام تصحيح الأخطاء نفسه كان يعمل كما هو مخطط له حتى على نطاق واسع.

ويوصف هذا الإنجاز بأنه أحد أكبر عمليات إثبات تصحيح الأخطاء التي أُجريت حتى الآن، وخطوة نحو حواسيب كمومية يمكن الوثوق بها لمسائل تتجاوز نطاق الحواسيب الفائقة العادية، بدلاً من أن تكون أسرع فقط في مهام متخصصة يصعب التحقق منها. ويقول الباحثون إن طريقة التحقق التي طُوّرت جنباً إلى جنب مع الحساب نفسه، وليس فقط الحجم الخام للكيوبتات المستخدمة، هي ما يميز هذه النتيجة عن ادعاءات التفوق الكمومي السابقة التي واجهت شكوكاً حول إمكانية تأكيد نتائجها بشكل مستقل.