تعد الحوسبة الكمومية بإحداث ثورة في قوة وحجم أنظمة الحوسبة الموجودة حاليًا، إذا أمكننا فقط معرفة كيفية تسخيرها. اكتشف العلماء الآن كيفية تحقيق حساب الكم الأمثل؛ وقد تكون الجاذبية هي المفتاح. وبصورة أكثر تحديدًا، يمكن للقواعد الهندسية الموضوعة لإيجاد أقصر مسافة بين نقطتين على سطح منحنٍ أن تجد أيضًا الطريقة الأكثر فاعلية لمعالجة المعلومات في الحاسوب الكمومي، فيما يتعلق بالجاذبية في نظرية النسبية العامة. تُعرف نقاط السفر الأقصر هذه -سواء كان السفر عبر كوكب كروي أو داخل نظام حوسبة كمومي- بالجيوديسيات (geodesics). وفقًا للباحثين الذين قاموا بالدراسة الجديدة فإن بإمكانهم اكتشاف وحل أسرع الحسابات الممكنة في فرع معين واحد من الحوسبة الكمومية، باستخدام نظرية الحقل الامتثالي (conformal field theory).
تحدث الفيزيائي Paweł Caputa من جامعة كيوتو في اليابان إلى Lisa Zyga في موقع Phys.org وقال إن «العثور على الحد الأدنى للطول في التعقيد الهندسي في نظامنا، يعادل حل معادلات الجاذبية». «هذا ما قصدناه بقواعد ضبط الجاذبية للحسابات المُثلى في نظريات الحقل الامتثالي ثنائي الأبعاد».
يُعد إدخال وإعداد احتمالات الحوسبة الكمومية في شيء ما ماديًا وعمليًا أحد أكبر التحديات التي يواجهها العلماء. إذ أن حذف معدلات الخطأ وتخفيض التداخل سيكون أمرًا ضروريًا في حال أردنا يومًا ما تطوير حواسيب كمومية يمكن استخدامها خارج المختبر.
تعتمد الدراسة الجديدة على عمل دراسة أخرى سابقة، والتي كانت تبحث في العلاقة بين الحوسبة الكمومية والهندسة، ولكنها ذهبت إلى أبعد من ذلك عن طريق التثبيت على وصف عالمي للتعقيد؛ ويعني هذا أن الصلات غير المُكتشفة مسبقًا بين التعقيد والجاذبية بدأت بالظهور. في الوقت الحالي، ينطبق هذا على مجموعة محددة من شروط الحوسبة الكمومية، ولكن يمكن في النهاية تطبيق النتائج على نطاق أوسع.
وتابع Caputa حديثه لـ Phys.org: «لقد أظهرنا أنه في نظريات الحقل الامتثالي ثنائي الأبعاد مع البوابات الكمومية التي يقدمها موتر عزم الطاقة، يُحسب طول هذه الجيوديسيات بفعل الجاذبية ثنائية الأبعاد».
تعتمد الحوسبة الكمومية على مفهوم الكيوبِت (qubit) أو البت الكمومي، وهو وحدة من المعلومات التي يمكنها أن تمثل عدة حالات في وقت واحد، بدلًا من الحالة الجامدة 1 أو 0 التي يجب برمجة بِت الحاسوب الكلاسيكي بها. لكن إدارة تلك البتات الكمومية أمر صعب للغاية.
في السنوات الأخيرة، شهدنا علماء الفيزياء يحرزون تقدمًا في تقليص المساحة اللازمة لتخزينها، بالإضافة إلى تحسين دقة هذه البتات. بعد كل شيء، نحن بحاجة إلى أن نكون قادرين على الثقة في النتائج التي توصلت إليها حواسيبنا الكمومية، وأصبحنا نرى الحواسيب الكمومية البدائية تحمل المزيد من البتات الكمومية وتحافظ عليها في حالة الكم لفترة أطول أيضًا.
في كل مرة يُحل جزء صغير من المشكلة الكلية، نتقدم خطوةً أخرى نحو تحقيق وعد الحوسبة الكمومية والقواعد الهندسية التي تحدد الجاذبية والتي يمكن أن تساعدنا في اكتشاف وحل المزيد من احتمالاتها.
وأخيرًا أضاف Caputa لـ Phys.org: «لقد أظهرنا أن هناك عائلات للأنظمة الكمومية، إذ يُقدر مدى تعقيد بعض المهام العالمية باستخدام الجاذبية الكلاسيكية».
اقرأ أيضًا:
هل نحن حواسيب كمومية؟ يجري العلماء اختبارات لمعرفة ذلك
ماهي حدود سرعة الحواسيب الكمومية؟
ترجمة: ليلى خالد
تدقيق: محمد سعد السيد
