حقق باحثون أستراليون ما وصفه الخبراء بأنه اختراق "مذهل" في مجال الحوسبة الكمومية، من شأنه تسريع قدرات معالجة الذكاء الاصطناعي بشكل كبير خلال السنوات المقبلة.
فقد طوّر فريق جامعة سيدني، بقيادة البروفيسور ديفيد رايلي، شريحة CMOS صغيرة يمكنها العمل عند درجة حرارة 100 ميلي كلفن (أي أعلى بقليل من الصفر المطلق) مع التحكم في عدة كيوبتات سبين مصنوعة من السيليكون باستخدام ميكروواطات فقط من الطاقة. ويحل هذا الابتكار تحدياً هندسياً طالما اعتُبر مستحيلاً في مجال الحوسبة الكمومية.
تكمن أهمية هذا الابتكار في قدرته على وضع الإلكترونيات المتحكمة على بعد أقل من مليمتر واحد من الكيوبتات نفسها، دون التأثير على حالتها الكمومية الهشة. وقال رايلي: "من خلال التصميم الدقيق، أظهرنا أن الكيوبتات بالكاد تلاحظ تبديل 100,000 ترانزستور بجوارها مباشرة"، واصفاً هذا الإنجاز بأنه "نهاية طريق طويل" بعد عقد من التطوير.
تعتمد الطرق التقليدية في الحوسبة الكمومية على أنظمة تحكم خارجية ضخمة متصلة بأسلاك كثيفة، مما يخلق عنق زجاجة في التوسعة. لكن من خلال دمج الإلكترونيات المتحكمة مباشرة في حزمة CMOS ملائمة للبيئات فائقة البرودة، أزال الفريق الأسترالي هذا القيد، فاتحاً الباب أمام معالجات كمومية بملايين الكيوبتات على شريحة واحدة.
ويستند هذا الاختراق إلى كيوبتات سبين السيليكونية، التي تُعد واعدة بشكل خاص نظراً لتوافقها مع بنية تصنيع أشباه الموصلات الحالية. وعلى عكس تقنيات الكم الأخرى، يمكن إنتاج هذه الكيوبتات على نطاق واسع باستخدام نفس عمليات تصنيع CMOS المستخدمة في الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر الحديثة.
وتحمل هذه التطورات آثاراً عميقة على الذكاء الاصطناعي؛ إذ يمكن للحواسيب الكمومية المزودة بملايين الكيوبتات تسريع تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي المعقدة بشكل أُسّي، وتمكين فئات جديدة كلياً من الخوارزميات التي يستحيل تنفيذها على العتاد التقليدي. وقد يؤدي ذلك إلى تحقيق اختراقات في مجالات مثل اكتشاف الأدوية، وعلوم المواد، وتحسين الأنظمة المعقدة التي لا تزال غير قابلة للحل حتى بالنسبة لأكثر أنظمة الذكاء الاصطناعي تقدماً اليوم.