كلود يصمم دارات كمومية أكثر كفاءة

ستحتاج الحواسيب الكمومية إلى دارات مصممة بعناية لتشغيل خوارزميات مفيدة على عتاد محدود. أعطى الباحثون كلود مواصفات بلغة بسيطة لثماني دارات من هذا النوع، مستمدة من الكيمياء والتحسين ومحاكاة الفيزياء ونظرية الأعداد، إلى جانب مقيّم آلي يفحص كل تصميم ويمنحه درجة. وفي عمل شبه مستقل، وجد كلود تصاميم تتفوق على أفضل الدارات المنشورة، وفي بعض الحالات بمقدار مرتبة من حيث الحجم أو أكثر.

وتقلل هذه التحسينات بشكل كبير الموارد الكمومية التي تحتاجها التطبيقات المفيدة، ولذلك قد تصل الحواسيب الكمومية العملية أسرع مما كان متوقعاً. قاد هذا العمل Andi Gu ضمن برنامج STEM Fellows التابع لـ Anthropic، بإشراف Alek Kemeny، الفيزيائي الكمومي في Anthropic، وبالتعاون مع Susanne Yelin (جامعة هارفارد) وMikhail Lukin (جامعة هارفارد وQu Era Computing).

على عكس البتات الكلاسيكية التي تكون إما 0 أو 1، يمكن بناء الكيوبتات من ذرات منفردة أو دارات موصلة فائقة أو جسيمات ضوئية. وهي تستفيد من ظواهر مثل التراكب الكمومي، ما يتيح لها معالجة المعلومات بطرق قد تجعل مسائل صعبة في الكيمياء وعلوم المواد ونظرية الأعداد قابلة للحل. وتضم الآلات الحالية مئات إلى آلاف الكيوبتات فقط، وهي شديدة الحساسية للضوضاء، فتتراكم الأخطاء الصغيرة وتنتج نتائج خاطئة. ولأن الكيوبتات ووقت الحوسبة موردان نادران، يعيد الباحثون تصميم الخوارزميات لاستخدام موارد أقل.

ومن الأمثلة التوضيحية محاكاة FeMoco، وهو عنقود الحديد والكبريت في قلب إنزيم النيتروجيناز الذي تستخدمه البكتيريا لتحويل النيتروجين إلى أمونيا. في عام 2017 قدّر الباحثون أن الحاسوب الكمومي سيحتاج إلى نحو 50 تريليون بوابة Toffoli لحساب طاقة حالته الأرضية. ومع التطورات الخوارزمية، انخفض هذا التقدير إلى نحو 340 مليون، أي تقليل يقارب 150,000 مرة، ما يعادل بضع ساعات من الحوسبة على آلة مستقبلية تضم نحو ثلاثة ملايين كيوبت فيزيائي. وجاء جزء كبير من هذا المكسب من إعادة تصميم الدارات لا من تحسين العتاد، ولذلك تبدو قدرة كلود على تحسين الخوارزميات الكلاسيكية واعدة هنا.

المصدر: Hacker News · لخّصه HeadlinesBriefing