اختراق في الحوسبة الكمومية: مايكروسوفت تكشف النقاب عن أشباه الموصلات التي ستغير قواعد اللعبة، وإجراءات مضادة محتملة ضد مخاطر العملات المشفرة التي تلوح في الأفق
باختصار
قالت شركة مايكروسوفت إن شريحة Majorana 2 الكمومية الجديدة أكثر موثوقية بمقدار 1000 مرة من الجيل السابق ويمكن أن تساعد في تحقيق الحوسبة الكمومية القابلة للتطوير بحلول عام 2029.
وقالت الشركة إن أدوات الذكاء الاصطناعي لعبت دورًا رئيسيًا في تسريع البحث واكتشاف المواد وتحسينات التصنيع وراء الشريحة.
ويضيف هذا الإعلان إلى المخاوف المتزايدة بشأن متى يمكن أن تصبح أجهزة الكمبيوتر الكمومية قوية بما يكفي لتهديد التشفير الحديث.
يساعد الذكاء الاصطناعي في تسريع اختراقات الحوسبة الكمومية حيث يتسابق الباحثون لبناء آلات يمكن أن تتحدى يومًا ما التشفير الذي يؤمن عملات البيتكوين وجزء كبير من الإنترنت الحديث.
خلال مؤتمرها السنوي للبناء يوم الثلاثاء، كشفت شركة مايكروسوفت النقاب عن شريحة ماجورانا 2، وهي شريحة كمومية طوبولوجية جديدة تقول إنها أكثر موثوقية بمقدار 1000 مرة من سابقتها. وقالت مايكروسوفت إن الشريحة تحقق متوسط عمر للكيوبت يصل إلى 20 ثانية، ويدوم بعضها لمدة تصل إلى دقيقة واحدة.
وفي تدوينة بعد الإعلان، قالت مايكروسوفت إن منصة Microsoft Discovery وأدوات الذكاء الاصطناعي الوكيل ساعدت الباحثين على تحليل عقود من الأبحاث الكمومية، وتحديد المواد الواعدة، وأتمتة القياسات، وتحسين عمليات التصنيع، والكشف عن عيوب التصنيع التي أدت إلى تحسين موثوقية الكيوبت.
وكتبت مايكروسوفت: "من خلال تطبيق التطورات الحديثة في الذكاء الاصطناعي الوكيل المصمم خصيصًا لتسريع العملية العلمية وتسريع التعاون، يتغلب فريق مايكروسوفت الكمي على الحواجز الرئيسية في الموثوقية والسرعة والحجم التي حدت من تطبيق الحوسبة الكمومية على سيناريوهات الحياة الواقعية".
تعتمد Majorana 2 على شريحة Majorana 1 من Microsoft عن طريق استبدال الموصل الفائق الطوبولوجي المعتمد على الألومنيوم بتصميم قائم على الرصاص يحمي الكيوبتات بشكل أفضل من التداخل، وهو تغيير قالت Microsoft إنه أدى إلى تحسينات كبيرة في الموثوقية والسرعة. وقالت الشركة، إلى جانب تصميمها المدمج للكيوبت، إنها تجعل الحوسبة الكمومية القابلة للتطوير أقرب إلى الواقع، وهو أمر تتوقع الآن تحقيقه بحلول عام 2029.
وقال تشيتان ناياك، الزميل الفني لمايكروسوفت، في بيان: "نحن بحاجة إلى إجراء تحسينات كل عام تجعلنا أقرب إلى تقديم جهاز كمبيوتر نعتقد أنه سيكون له قيمة تجارية ومجتمعية هائلة". "علينا أن نواصل السير نحو خريطة الطريق لتحقيق ذلك، ولكن أين نحن مقارنة بالعام الماضي؟ نحن أفضل 1000 مرة".
ولمساعدة الباحثين في العديد من البلدان والتخصصات على التنقل في مجموعة المعرفة المتنامية للمشروع، قام فريق Microsoft الكمي بتطوير وكيل للذكاء الاصطناعي يقوم بتنظيم المعلومات وتحليلها وعرضها من جميع أنحاء البرنامج.
وقال زلفي علم، نائب رئيس الشركة لشؤون الكم في مايكروسوفت: "إن استخدام الذكاء الاصطناعي لأتمتة القياسات كان بمثابة تغيير جذري في قواعد اللعبة". "يمر ببعض العمليات الحسابية ويبدأ بالقول: "مرحبًا، أين أجد أدنى نقطة حيث يعمل كل شيء؟" ويمكنه إجراء كل تعديلات الجهد هذه بالتوازي، وهو ما لا يستطيع الإنسان القيام به. الطريقة التي تعمل بها عقولنا، تجعلنا أكثر خطية".
ويأتي هذا الإعلان وسط مخاوف مستمرة بشأن "Q-Day"، وهي النقطة التي يصبح فيها الكمبيوتر الكمي قويًا بما يكفي لكسر تشفير المفتاح العام المستخدم على نطاق واسع، مما يسمح للمهاجمين باستخلاص المفاتيح الخاصة من المفاتيح العامة المكشوفة وسرقة الأموال.
ومن المتوقع على نطاق واسع أن تكون عملة البيتكوين واحدة من أكبر الأهداف عندما يحدث ذلك، حيث يقال إن ما قيمته 461 مليار دولار من عملة البيتكوين معرضة للخطر بسبب المفاتيح العامة المكشوفة. إنه مستقبل محتمل يسعى المطورون لحله قبل أن يصبح حقيقة.
قال جوستين ثالر، الشريك البحثي في Andreessen Horowitz والأستاذ المشارك في جامعة جورج تاون، لـ Decrypt سابقًا: "ما يمكن أن يفعله الكمبيوتر الكمي، وهذا هو ما يتعلق بـ Bitcoin، هو صياغة التوقيعات الرقمية التي تستخدمها Bitcoin اليوم". "يمكن لأي شخص لديه جهاز كمبيوتر كمي أن يأذن بمعاملة تأخذ كل عملات البيتكوين من حساباتك، أو، كيفما تريد أن تفكر في الأمر، عندما لا تسمح بذلك. هذا هو القلق."
مايكروسوفت ليست وحدها في الإبلاغ عن التقدم السريع. في أكتوبر/تشرين الأول، أظهرت شريحة Willow من جوجل انخفاضًا كبيرًا في معدلات الخطأ الكمي، في حين أشارت الأبحاث الحديثة الصادرة عن معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا إلى أن كسر تشفير المنحنى الإهليلجي قد يتطلب موارد كمومية أقل مما كان مقدرا سابقًا.
وتوقعت جوجل أن يصل Q-Day بحلول عام 2032، بينما قال باحثون آخرون إنه قد يحدث بحلول عام 2030.