نجح فريق بحثي مشترك بين شركة "بين يوان للكم" (Origin Quantum) وجامعة العلوم والتكنولوجيا الصينية في تقديم حل مبتكر يُعرف باسم "البوابة الطورية المتحكم بها ذات التمدد في فضاء المعاملات (PSE-CZ)"، مما مكّن من حل المعضلة المستعصية طويلة الأمد في مجال الحوسبة الكمومية فائقة التوصيل، والمتمثلة في العلاقة التبادلية بين السرعة والولاء (الدقة)، حيث تتيح هذه البوابة الكمومية ثنائية البت تحقيق سرعة عالية مع تحسين كبير في الدقة في الوقت نفسه. وقد نُشرت النتائج في المجلة الفيزيائية الدولية الرائدة "Physical Review Letters"، وتم تنفيذ أعمال التحقق التجريبي على الحاسوب الكمومي فائق التوصيل الصيني المستقل "بين يوان ووكونغ" (Origin Wukong).

لإتمام العمليات الحسابية المعقدة، يعتمد الحاسوب الكمومي بشكل أساسي على العمليات الأساسية التي تُعرف باسم "البوابات الكمومية". وتتطلب الحوسبة الكمومية المستقرة والموثوقة أن تتمتع البوابات الكمومية في الوقت نفسه بسرعة تشغيل فائقة ودقة حسابية عالية للغاية. غير أن هاتين الخاصيتين ظلتا لفترة طويلة في تناقض يصعب التوفيق بينهما: فكلما زادت سرعة تشغيل البوابة الكمومية، أصبحت المشكلات مثل تشوه الشكل الموجي للعتاد وانحرافات التوقيت أكثر وضوحًا، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في الدقة؛ وإذا تم إبطاء السرعة لضمان الدقة، فإن ذلك يعيق الكفاءة التشغيلية الإجمالية للحاسوب الكمومي، وهو ما يمثل أيضًا عنق الزجاجة الرئيسي الذي يعيق تطور الحوسبة الكمومية.

ولمواجهة هذه المشكلة، ابتكر الفريق البحثي حل "البوابة الطورية المتحكم بها ذات التمدد في فضاء المعاملات (PSE-CZ)". وفي هذا الصدد، أوضحت الدكتورة يانغ شياو يان، العالمة في مجال القياس والتحكم بشركة "بين يوان للكم": "يعمل هذا الحل، دون إطالة زمن النبضة، على تقسيم مقدار الانحراف الترددي في المنطقة الوسطى من النبضة إلى معاملين مستقلين قابلين للضبط، مما يضيف 'مقبض ضبط' إضافيًا للنظام. وبفضل هذه الآلية المبتكرة، يمكن للنظام تصحيح نوعي الأخطاء (خطأ التسرب وخطأ الطور) بشكل متزامن، مما يحقق الجمع بين السرعة والولاء العالي."

وبالاعتماد على الحاسوب الكمومي فائق التوصيل "بين يوان ووكونغ"، اختار الفريق 20 زوجًا من البوابات الكمومية ثنائية البت لإجراء الاختبارات. وأظهرت النتائج أن حل PSE-CZ قادر على تقليل أخطاء الترابط الناتجة عن التشوهات قصيرة المدى بشكل فعال، مما يجعل أداء البوابة الكمومية أقرب إلى حد الترابط الفائق (حد إزالة الترابط). وحتى في ظل ظروف زمن البوابة القصير للغاية الذي يتراوح بين 30 إلى 40 نانوثانية، لا يزال حل PSE-CZ يحافظ على أداء مستقر يتفوق على البوابة الطورية المتحكم بها التقليدية (CZ).

ومن الجدير بالذكر أن هذا الحل لا يقتصر على التوافق مع أنظمة الحوسبة الكمومية فائقة التوصيل فحسب، بل يمكن أيضًا تعميمه على منصات حوسبة كمومية متعددة مثل الأيونات المحبوسة (المصائد الأيونية) واللف المغزلي الصلب (الدوران المغزلي في الحالة الصلبة)، مما يفتح آفاقًا لتوفير أساليب جديدة لتحقيق عمليات منطقية كمومية أسرع وأعلى ولاءً.

تُعد شركة "بين يوان للكم" أول شركة صينية متخصصة في الحوسبة الكمومية، وتركز على تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية المتكاملة (بكامل مكوناتها). وقد قامت الشركة ببناء نظام تكنولوجي للحوسبة الكمومية يُعرف باسم "ثلاثة أجهزة صلبة وثلاثة برمجيات"، ويشمل: نظام رقائق الكم، ونظام القياس والتحكم في الحوسبة الكمومية، ونظام دعم البيئة، ونظام تشغيل الكم والبرمجيات، ومنصة الحوسبة الكمومية السحابية، وبرمجيات تطبيقات الحوسبة الكمومية. وقد وفرت سلسلة أجهزة الكمبيوتر الكمومية فائقة التوصيل "بين يوان ووكونغ" التي طورتها الشركة ذاتيًا خدمات حوسبة كمومية مستقرة لما يصل إلى 192 دولة ومنطقة حول العالم، حيث تجاوز إجمالي عدد الزيارات عن بُعد 52 مليون زيارة، وتم إنجاز أكثر من مليون مهمة حسابية.