آي بي إم تخطط لربط شريحتين بسعة 520 كيوبت بحلول 2027 بدلًا من تسع شرائح بسعة 120

جرت العادة أن تُناقَش الحوسبة الكمومية من خلال وعود كبيرة، لكن أكثر ما يفيد في مثل هذه الأخبار هو ما تغيّره الشركة بهدوء في خطتها. في مؤتمر Quantum Developer's Conference حدّثت آي بي إم خارطة طريقها، ويبدو التغيير الرئيسي أشبه بتحوّل في استراتيجية التوسّع: بدلًا من عدد كبير من الشرائح الصغيرة، الرهان على عدد أقل من الشرائح الكبيرة.

ما الذي تغيّر في الخطة

لدى آي بي إم مساران متوازيان. الأول تقني: تختبر الشركة تقنيات لآلات مستقبلية مزوّدة بتصحيح الأخطاء، ومعظمها عديم الفائدة خارج هذا السياق. والثاني علني: معالجات Nighthawk التي يستطيع الباحثون والمطورون اليوم اختبار خوارزمياتهم عليها.

وفي المسار العلني تحديدًا حدث التحوّل. فقد وعدت الخارطة السابقة بنظام من 1080 كيوبت مجمّع من تسع شرائح بسعة 120 كيوبت. أما الآن فتخطط آي بي إم لآلة من 1040 كيوبت من شريحتين Nighthawk r3 بسعة 520 كيوبت قابلًا للبرمجة لكل منهما. الرقم قريب من السابق، لكن الطريق إليه مختلف.

وثمة إشارة سلبية أيضًا. فقد افترضت الخطة السابقة أن تُربط ثلاث شرائح Nighthawk في عام 2026 لتشكّل آلة من 360 كيوبت. لكن ذلك لم يحدث: فمعالج Nighthawk r2 الحالي، الذي صدر في سبتمبر، يُباع كشريحة منفردة. ويكتب صحفيو Ars Technica صراحةً أن هذا قد يلمّح إلى صعوبات في الربط بين الشرائح. غير أن ممثلي آي بي إم لم يشتكوا من مشكلات.

لماذا توجد كيوبتات «زائدة» في الشريحة

يتعلق الخبر التقني الأهم بالإصدار r2. فقد أُضيف لكل كيوبت قابل للبرمجة كيوبت فيزيائي إضافي لا يشارك في الحسابات. مهمته سحب الطاقة بسرعة من الكيوبت العامل وإعادته إلى حالته الأولية. لذلك تضم الشريحة 458 كيوبتًا فيزيائيًا، منها 120 فقط قابلة للبرمجة.

تخيّل خط إنتاج تحتاج فيه الآلة بعد كل قطعة إلى وقت طويل لإعادة ضبطها. إعادة التهيئة بالأجهزة تلغي هذا التوقف. وتعلن آي بي إم تسريع بعض العمليات حتى 19 مرة. ليست كل الدوائر تحقق مثل هذا المكسب، لكن بالنسبة للدوائر التي تتطلب إعادة تهيئة متكررة فالفارق كبير.

وبحسب تقدير Ars Technica، قد يضم r3 بالنسب نفسها نحو 2000 عنصر شبيه بالكيوبت. وهذا نحو ضعف أكبر معالج لدى آي بي إم حاليًا.

ربط الشرائح: ما هو موجود بالفعل

المخاطرة الرئيسية في الخطة تكمن في وصل الشرائح ببعضها. وبحسب أوليفر ديال من آي بي إم، أظهرت أربع وصلات L بين معالجي Nighthawk r1 داخل مبرّد واحد دقة نقل حالة بلغت 99.4%. أما الهدف بعيد المدى فهو 99.9%. وأضاف جيري تشاو، المدير التقني في آي بي إم للحواسيب الفائقة المتمحورة حول الكم، أن سرعة هذا الربط تضاهي سرعة الروابط بين الكيوبتات داخل الشريحة الواحدة. وقد عرضت الشركة بالفعل ثلاجة معيارية لعدة شرائح.

أما تصحيح الأخطاء فيتطلب نطاقًا أكبر بكثير. تعتزم آي بي إم استخدام نحو 300 كيوبت فيزيائي لكل كتلة من 12 كيوبتًا منطقيًا. وعلى شريحة واحدة ستتسع على الأرجح كتلة أو كتلتان. وللوصول إلى أكثر من 100 كيوبت منطقي، وهي نقطة يمكن عندها تشغيل خوارزميات مثيرة للاهتمام، يلزم تكبير الشريحة قياسًا بـ r2 وربط خمس شرائح من هذا النوع على الأقل. وبحسب الجدول الزمني يُفترض إنجاز ذلك بنهاية 2027.

ماذا تفعل بهذه المعلومات

إذا كنت مطورًا أو مدير منتج تنظر إلى الحوسبة الكمومية، فهذه هي الخلاصات العملية.

• لا تخطط لمنتج يعتمد على الكيوبتات المنطقية في العامين المقبلين. فطوال عام 2028 يتألف المسار العلني لآي بي إم من مراجعات لـ Nighthawk دون جيل جديد.
• اعتمد على القيود الواقعية: في r1 يبلغ الحد نحو 5000 عملية قبل أن تصبح الأخطاء حرجة، ولا يزال سقف 10 آلاف للإصدار التالي هدفًا لا واقعًا.
• تابع مقياس الربط بين الشرائح. فإذا اقتربت دقة نقل الحالة من 99.9% فسيصبح جدول الربط أكثر واقعية.

وقيد هذا الخبر بسيط: إنها خارطة طريق وليست نتيجة. فقد أرجأت آي بي إم مرة موعد ربط الشرائح، ويسهل عليها تكرار هذا التأجيل أكثر من بناء الآلة. كما أن عام 2027 يَعِد بشريحة أكبر وبربطها معًا في الوقت نفسه. وحتى الآن من الأفضل التعامل مع هذه الأرقام على أنها أهداف معلنة.