كوينتيك الهولندية تطلق معالجًا فائق التوصيل من 17 كيوبت باسم "تونا-17"

أخبار ar.wedoany.com، أعلن مركز أبحاث الحوسبة الكمومية الهولندي "كوينتيك" (QuTech)، وهو كيان مشترك بين جامعة دلفت للتكنولوجيا ومنظمة البحوث العلمية التطبيقية الهولندية TNO، عن نشر الجيل الجديد من الحاسوب الكمومي فائق التوصيل "تونا-17" (Tuna-17)، وإتاحته للمستخدمين حول العالم عبر منصة السحابة العامة "كوانتم إنسباير" (Quantum Inspire). يتيح هذا المعالج للباحثين والمهندسين والمعلمين وصولاً غير محدود إلى أجهزة كمومية فيزيائية حقيقية. يُعد هذا الإصدار الثالث ضمن دورة تطوير استمرت 12 شهرًا، بعد إصدار المعالجين "تونا-5" و"تونا-9"، على أن يتبعه إصدار أكبر بسعة 28 كيوبت باسم "تونا-28". يهدف الإصدار الحالي إلى وضع خط أساس تشغيلي عالي التوحيد القياسي.

يعتمد معالج "تونا-17" تصميمًا مستويًا يدمج 17 كيوبتًا فائق التوصيل و24 موصلًا قابلًا للضبط. تم تطوير هذا التصميم بواسطة مختبر "دي كارلو" (DiCarlo) التابع لـ "كوينتيك"، وهو مخصص خصيصًا لتنفيذ بروتوكولات تصحيح الأخطاء الكمومية متعددة الكيوبتات (QEC) والبوابات المنطقية للشفرة السطحية. من خلال دمج الموصلات القابلة للضبط، يمكن للنظام تعديل ترددات الاقتران بين الكيوبتات ديناميكيًا، مما يحد من تأثيرات "المشاهد" الطفيلية والتداخل المتبقي أثناء العمليات المتوازية. تم تفصيل استراتيجية التحسين هذه في ورقة بحثية نشرها الفريق في مجلة "فيزيكال ريفيو ليترز" (Physical Review Letters) بعنوان "تحسين تحديد تردد الموصلات القابلة للضبط في معالجات الدوائر الكهربائية الكمومية للتخفيف من تأثير المشاهد على العمليات الكمومية".

على عكس حزم الحوسبة الكمومية التجارية المغلقة، تفرض منصة "تونا" معايير بنية مفتوحة عبر سلسلة القيمة الأوروبية بأكملها، حيث تأتي جميع المكونات من تحالف بنية مفتوحة أوروبي 100% ومقره في دلفت. يدعم المعالج مجموعة بوابات عامة، وروتينات فرعية للمعايرة الذاتية الآلية، وتسجيل الأداء في الوقت الفعلي، ووظائف القياس في منتصف الدائرة، وهي وظائف أساسية مطلوبة للتخفيف النشط من الأخطاء، وتوجيه المنطق الشرطي، وخوارزميات التحليل إلى عوامل ذات العمق المنخفض. تدمج الواجهة السحابية حزم برامج مفتوحة المصدر مثل "كيسكيت" (Qiskit) و"بيني لين" (PennyLane)، ويمكن للمستخدمين الوصول إلى هذا الجهاز مجانًا عبر "كوانتم إنسباير"، مع إمكانية إجراء ما يصل إلى 100,000 عينة لكل دفعة، ونشر خوارزميات كمومية هجينة متوسطة الحجم ومزعجة (NISQ) دون الحاجة إلى تعديل قاعدة الشيفرات الحالية.

حظي تجميع وتشغيل "تونا-17" بدعم من عدة جهات ضمن مجموعة دلفت للتكنولوجيا الكمومية. حيث تتولى "كوينتيك" وجامعة دلفت للتكنولوجيا مسؤولية تصميم بنية وحدة المعالجة الكمومية الأساسية (QPU)، وتصنيعها باستخدام الطباعة الحجرية في الغرف النظيفة، وإدارة حزمة تطوير السحابة العامة. وتقدم منظمة TNO البنية التحتية للترجمة الدقيقة وتشارك في التصميم المشترك للهندسة الأساسية لوحدة QPU. وتوفر شركة "أورانج كوانتم سيستمز" (Orange Quantum Systems) نظام تشغيل كموميًا مخصصًا وبرامج معايرة آلية. وتصنع شركة "كوبلوكس" (Qblox) إلكترونيات تحكم ميكروويف عالية الكثافة وأجهزة توليد نبضات. وتقوم شركة "دلفت سيركويتس" (Delft Circuits) بتركيب مصفوفات كابلات ترددات راديوية عالية الكثافة ومنخفضة الحمل الحراري. وتوفر شركة "كوانت وير" (QuantWare) مضخمات موجية متنقلة متخصصة ووحدات تغليف دون كلفن.

تم تمويل هذا الجهاز جزئيًا من قبل تحالف "هيكتو كيوبت" (HectoQubit) (بموجب إطار المرحلة الثانية CAT-1 لمبادرة "كوانتم دلتا إن إل")، كما يعمل كجهاز عرض توضيحي تشغيلي لمشروع الرائد الأوروبي "أوبن سوبر كيو بلس" (OpenSuperQPlus). من خلال إنشاء قسم لتكامل الأنظمة مفتوحة البنية في دلفت، يهدف التحالف إلى تحويل النماذج الأولية المخبرية إلى مكونات متعددة الموردين وفقًا للمعايير الصناعية. يضمن هذا النهج السيادة التكنولوجية لأوروبا في مجال التصنيع المرتبط بأشباه الموصلات، مع تنمية الكوادر المتخصصة في مجال تكنولوجيا المعلومات الكمومية من خلال نشر هذا الجهاز في برامج الدراسات العليا بجامعة دلفت للتكنولوجيا.