حقق باحثون سويديون إنجازاً كبيراً في مجال الحوسبة الكمومية من شأنه تسريع تطبيقات الذكاء الاصطناعي بشكل كبير وتحويل طريقة تدريب ونشر نماذج الذكاء الاصطناعي.
في 24 يونيو 2025، كشفت مجموعة بحثية بقيادة طالبة الدكتوراه ين زينغ في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا عن مضخم كيوبت يعمل بالنبضات، يعالج أحد أبرز التحديات في توسيع نطاق الحواسيب الكمومية: استهلاك الطاقة وتوليد الحرارة.
يعمل هذا المضخم المبتكر فقط عند قراءة المعلومات من الكيوبتات، ويستهلك عُشر الطاقة فقط مقارنة بأفضل المضخمات الحالية، دون التأثير على الأداء. هذا الانخفاض الكبير في استهلاك الطاقة يساعد في منع فقدان الكيوبتات لحالتها الكمومية، وهي ظاهرة تُعرف باسم "فك الترابط" والتي كانت عاملاً مقيداً رئيسياً في الحوسبة الكمومية.
توضح زينغ، المؤلفة الأولى للدراسة المنشورة في مجلة IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques: "هذا هو أكثر مضخم حساسية يمكن بناؤه اليوم باستخدام الترانزستورات. لقد نجحنا في تقليل استهلاكه للطاقة إلى عُشر ما تتطلبه أفضل المضخمات الحالية دون التأثير على الأداء".
استخدم الفريق البرمجة الجينية لتمكين التحكم الذكي في المضخم، مما يسمح له بالاستجابة لنبضات الكيوبت الواردة خلال 35 نانوثانية فقط. وتعد هذه السرعة حاسمة لأن المعلومات الكمومية تنتقل على شكل نبضات، ويجب على المضخم أن ينشط بسرعة كافية لمواكبة قراءة الكيوبتات.
ويشير البروفيسور يان غراهن، المشرف على البحث: "تقدم هذه الدراسة حلاً لتحديات التوسع المستقبلي في الحواسيب الكمومية، حيث تشكل الحرارة الناتجة عن هذه المضخمات عاملاً مقيداً رئيسياً".
وتنعكس آثار هذا الإنجاز بشكل كبير على الذكاء الاصطناعي. فقد أظهرت تجارب حديثة لباحثين في جامعة فيينا أن حتى الحواسيب الكمومية الصغيرة يمكنها تعزيز أداء التعلم الآلي باستخدام دوائر كمومية ضوئية مبتكرة. وتشير نتائجهم إلى أن تكنولوجيا الكم الحالية ليست مجرد تجريبية، بل يمكنها بالفعل تقديم مزايا عملية لتطبيقات الذكاء الاصطناعي المحددة.
تستفيد الحواسيب الكمومية من مبادئ ميكانيكا الكم، حيث يمكن للكيوبتات أن توجد في حالات متعددة في الوقت نفسه، مما يمكّنها من معالجة مشكلات معقدة تتجاوز قدرات الحواسيب التقليدية. فمع 20 كيوبت فقط، يمكن للحاسوب الكمومي تمثيل أكثر من مليون حالة مختلفة في الوقت ذاته.
ومع زيادة عدد الكيوبتات، تتضاعف قوة الحوسبة الكمومية بشكل أُسّي، لكن تزداد أيضاً تحديات إدارة الحرارة ومنع فك الترابط. ويعالج اختراق جامعة تشالمرز هذا التحدي بشكل مباشر، مما قد يمكّن من تطوير أنظمة كمومية أكبر وأكثر استقراراً ومصممة خصيصاً لأعباء عمل الذكاء الاصطناعي.
ويتوقع الخبراء أن الذكاء الاصطناعي المعزز بالكم سيحدث ثورة في مجالات مثل اكتشاف الأدوية، وعلوم المواد، والنمذجة المالية، وحل مشكلات التوافق المعقدة التي لا تزال غير قابلة للحل حتى بالنسبة لأقوى الحواسيب العملاقة الحالية.