نجح علماء جامعة هارفارد في تشغيل نظام كمومي يحتوي على أكثر من 3000 كيوبت كمومي بشكل مستمر لأكثر من ساعتين دون الحاجة إلى إعادة تشغيل، وهو إنجاز كبير في مجال الحوسبة الكمومية. وُثّق النظام بالتفصيل في ورقة نُشرت في مجلة Nature، وهو أكبر بعشر مرات من الأنظمة الحالية، مما يشكل خطوة حاسمة نحو بناء حاسوب فائق كمومي قادر على إحداث ثورة في العلوم والطب والمالية وغيرها.

يقول المؤلف الأول للورقة البروفيسور ميخائيل لوكين (Mikhail Lukin):

«لقد أظهرنا تشغيلاً مستمراً لنظام يحتوي على 3000 كيوبت، وهذه الطريقة قابلة للتطبيق على أنظمة أكبر تحتوي على عدد أكبر من الكيوبتات». قاد البحث جامعة هارفارد بالتعاون مع معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) وشركة QuEra Computing الناشئة.

تعتمد الحواسيب التقليدية على الشيفرة الثنائية، بينما تستغل الحواسيب الكمومية خصائص الجسيمات دون الذرية لتوفير قدرة معالجة أقوى بكثير. يمكن للكيوبت أن يكون صفراً وواحداً في الوقت نفسه، مما يجعل القدرة الحسابية تتزايد بمعدل أُسي مع زيادة عدد الكيوبتات.

لكن بناء أنظمة كمومية كبيرة يواجه تحديات كبيرة، أبرزها «فقدان الذرات». تغلب الفريق على هذه المشكلة بتصميم نظام «سير ناقل شبكي ضوئي» و«ملاقط ضوئية» لإعادة تحميل الكيوبتات بسرعة واستمرار. يستطيع النظام الجديد إعادة تحميل ما يصل إلى 300,000 ذرة في الثانية، مما مكّن صفيفاً يضم أكثر من 3000 كيوبت من العمل المستمر لأكثر من ساعتين.

يقول المؤلف المشارك إلياس تراب (Elias Trapp):

«أظهرنا طريقة تتيح إدخال ذرات جديدة أثناء فقدان الذرات الطبيعي دون تدمير المعلومات الموجودة في النظام».

يضيف لوكين أن القدرة على التشغيل المستمر واستبدال الكيوبتات المفقودة بسرعة أهم في التطبيق العملي من مجرد عدد الكيوبتات. كما أظهر البحث بنية صفائف ذرية قابلة لإعادة التشكيل، مما يسمح بتغيير الاتصال بين المعالجات أثناء الحساب ويجعل الحاسوب الكمومي أكثر مرونة.