أعلنت Microsoft وAtom Computing، وهي شركة تكنولوجيا مقرها في كاليفورنيا، مؤخرًا عن إنجاز كبير في الحوسبة الكمومية يمكن أن يمهد الطريق لتحول إثبات العمل في عالم تعدين blockchain.
قام العلماء والمهندسون من الشركتين بتطوير نظام حوسبة كمومية يتكون من 24 كيوبتًا منطقيًا متشابكًا تم إنتاجها بواسطة 80 كيوبتًا فيزيائيًا فقط – وهو إنجاز يسجل رقمًا قياسيًا جديدًا لأكبر عدد من الكيوبتات المنطقية المتشابكة التي تم تحقيقها باستخدام تقنيات تصحيح الأخطاء.
وتكمن أهمية هذا الإنجاز العلمي في الكفاءة التي حققتها الفرق. أشارت التقديرات السابقة إلى أن الأمر قد يستغرق آلافًا من الكيوبتات المادية التي تعمل جنبًا إلى جنب لإنتاج كيوبت منطقي واحد.
من خلال تشابك 24 كيوبتًا منطقيًا تم إنشاؤها بإجمالي 80 كيوبتًا فقط، تغير الإطار المرجعي لكل من مدى إمكانية توسيع هذه الأنظمة بشكل عملي، ومتى ستتمكن شركات مثل Microsoft وAtom Computing من توسيع نطاقها بشكل كبير.
إثبات العمل
لقد حذر المحللون منذ فترة طويلة من أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكن أن تكون في يوم من الأيام قادرة على توفير ميزة أو تسريع كمي عندما يتعلق الأمر بخرق بعض إجراءات أمن البيانات الكلاسيكية.
أحد هذه الإجراءات، وهو تشفير SHA-256، هو بمثابة اللغز الذي يجب على القائمين بالتعدين على شبكات blockchain معينة، مثل Bitcoin blockchain، حله من أجل إثبات إثبات العمل (PoW).
يتنافس القائمون بتعدين blockchain المتطور، مثل النماذج التي تستخدمها أكبر مرافق تعدين Bitcoin في العالم، للعثور على تجزئة لرأس الكتلة. لحل اللغز، يتعين عليهم بشكل أساسي تخمين التجزئة التي تلبي الهدف المحدد حسب صعوبة الشبكة.
ومما يزيد الأمور تعقيدًا أن هذه الصعوبة يتم ضبطها كل 2016 كتلة لضمان إضافة كتل جديدة إلى البلوكشين كل 10 دقائق تقريبًا. والنتيجة هي أنه أصبح من الصعب بشكل متزايد على عمال المناجم الكلاسيكيين حل اللغز.
خوارزمية جروفر
من الممكن أن تكون تقنية التنقيب عن البيانات النظرية التي تسمى “خوارزمية جروفر” بمثابة المسمار الأخير في نعش تعدين البلوكتشين الكلاسيكي.
لقد تم إثبات خوارزمية جروفر، التي تقدم تسريعًا تربيعيًا مقارنة بعمليات البحث التقليدية ذات القوة الغاشمة، في تجارب صغيرة النطاق. ومع ذلك، فإن تطبيقه على المشكلات واسعة النطاق، مثل كسر SHA-256، يظل نظريًا لأن الأجهزة الكمومية اللازمة لتشغيله على نطاق واسع لم يتم تطويرها بعد.
على وجه التحديد، فيما يتعلق بـ SHA-256، ستحتاج خوارزمية جروفر إلى جهاز كمبيوتر كمي يحتوي على مئات أو آلاف من الكيوبتات المنطقية المصححة للأخطاء لتعمل بشكل جيد بما يكفي لكسر خوارزميات التشفير الكلاسيكية.
تسريع الكم
في حين يُظهر الاستقراء الرياضي السريع أن خوارزمية جروفر يمكنها تقليل تعقيد SHA-256 إلى ما يقرب من نصف الجهد الكلاسيكي، فإن الميزة المضادة للحدس التي توفرها ميكانيكا الكم – في شكل التراكب والتداخل – تضيف إمكانية أكبر للتسريع. في نهاية المطاف، يمكن لتحليل التكلفة والعائد أن يفضل الاستثمار في الأنظمة الكمومية على منصات التعدين التقليدية.
استنادًا إلى الاستقراء الرياضي المذكور أعلاه، عند حوالي 3000 كيوبت منطقية، يمكن لأجهزة التعدين الكمومية المبنية على بنيات مثل النظام الذي ظهرت لأول مرة مؤخرًا بواسطة Microsoft وAtom Computing أن تتغلب عمليًا على مجمع التعدين الكلاسيكي للفوز بالكتل على نطاق واسع.
وعلى الرغم من التقدم الأخير، لا يزال من غير الواضح متى ستكون هذه الحفارات مجدية. أشار المحللون عمومًا إلى إطار زمني يتراوح بين 10 و50 عامًا للحوسبة الكمومية المصححة للأخطاء بما يتجاوز حدودها الحالية. لكن هذه التوقعات بعيدة كل البعد عن كونها علمية، ولا يوجد إجماع حالي بين الفيزيائيين حول موعد الوصول إلى المعالم التالية.
ومع ذلك، فإن الأبحاث المنشورة مؤخرًا من Microsoft وAtom Computing يمكن أن تساعد في تحريك الإبرة بشكل كبير نحو الحاضر.
على سبيل المثال، تعتزم الشركتان، على موقع شركة Atom Computing، طرح كمبيوتر كمي بسعة 1000 كيوبت في السوق في عام 2025.
مجلة: 5 حالات استخدام مذهلة للوكلاء المعتمدين ومساعد الذكاء الاصطناعي القريب
