أثبت فريق الذكاء الاصطناعي الكمومي في شركة جوجل نجاح تقنية «زراعة الحالات السحرية» عملياً على معالج «ويلو» المزود بـ 105 كيوبتات، مما خفض معدلات الخطأ بنحو 40 ضعفاً وحقق دقة منطقية قياسية بلغت 99.99%. ويمثل هذا الإنجاز المنشور في مجلة ساينس يوم 15 أكتوبر 2026 أول حل عملي لأحد أكبر الاختناقات الحسابية في الحوسبة الكمومية.
- إنجاز علمي على معالج ويلو يخفض الأخطاء أربعين ضعفاً
- آلية عمل زراعة الحالات السحرية والانتقال بين رموز تصحيح الأخطاء
- إشادات أكاديمية واسعة وتحديات الوصول إلى كسر التشفير ومحاكاة الجزيئات
- خطوة تأسيسية على طريق الحواسيب الكمومية المتسامحة مع الأخطاء
- أسئلة شائعة
إنجاز علمي على معالج ويلو يخفض الأخطاء أربعين ضعفاً
أثبت قسم الذكاء الاصطناعي الكمومي في شركة «جوجل» أن تقنية «زراعة الحالات السحرية»، التي كان باحثو الشركة قد طرحوها نظرياً في عام 2024، تعمل بنجاح كامل على العتاد الحقيقي. وعلى معالج «ويلو» المزود بنحو 105 كيوبتات، نجحت التقنية في خفض معدلات الأخطاء بنحو 40 ضعفاً مقارنة بالحالات غير المزروعة، وفقاً لورقة بحثية نشرت يوم 15 أكتوبر 2026 في مجلة «ساينس» العلمية المرموقة.
وأعلن الفريق البحثي أنه تمكن من إنتاج «حالات تي» بدقة منطقية قياسية بلغت 99.99%. وفي الإعلان الرسمي الصادر عن «جوجل»، وصفت وحدة الحوسبة الكمومية التابعة لمجموعة «ألفابت» هذا العمل بأنه «أول استعراض عملي لحل تطبيقي» لواحد من أسوأ اختناقات الموارد في ميدان الحوسبة الكمومية.
وتعد «الحالات السحرية» عنصراً ضرورياً لإجراء العمليات الحسابية التي تمنح الحاسوب الكمومي القدرة على إنجاز مهام تعجز عنها الآلات الكلاسيكية التقليدية، غير أن إنتاجها مكلف للغاية؛ إذ تشير بعض التقديرات إلى أن توليدها قد يستهلك ما يصل إلى 95% من السعة الإجمالية للحاسوب الكمومي، علماً بأن كل حالة منها لا يمكن استخدامها سوى مرة واحدة فقط.
آلية عمل زراعة الحالات السحرية والانتقال بين رموز تصحيح الأخطاء
تعتمد الطريقة القياسية السائدة حالياً، والمعروفة باسم «التقطير»، على دمج العديد من الحالات غير المثالية لإنتاج عدد أقل من الحالات الأكثر دقة. وفي المقابل، تعمل تقنية «الزراعة» على حالة واحدة منفردة؛ حيث قام الفريق بترميز حالة سحرية أولية خشنة داخل عدد قليل من الكيوبتات وفحص ما إذا كانت هي الحالة الصحيحة، ثم جرى نشر الحالات التي اجتازت الفحص عبر عدد أكبر من الكيوبتات لتوفير حماية أقوى. واستخدمت التجربة 54 كيوبتاً من أصل 105 كيوبتات فيزيائية يضمها معالج «ويلو»، علماً بأنه بدون تقنية الزراعة كانت نحو 4 محاولات من كل 1000 محاولة تنتج حالة معيبة، وفقاً لمجلة «ساينتفيك أمريكان».
كما نجح الباحثون في نقل الحالات من «رمز لوني» بمسافة 3 إلى «رمز سطحي» بمسافة 5، وهما نظامان مختلفان لتصحيح الأخطاء الكمومية، حيث أكدت «جوجل» أن ذلك يثبت قدرة الحالات المنقاة على الصمود أثناء عملية النقل على عتادها.
وخلال الاختبارات، اكتشفت الباحثة الرئيسية إيما روزنفيلد أن الضوضاء المخبرية الناتجة عن انحراف المعدات وتغيرات درجات الحرارة كانت تشوه نتائج أحد معايير القياس القياسية، وللتغلب على ذلك ابتكر الفريق طريقة ذكية تستخدم تقنية الزراعة لقياس نفسها ذاتياً.
إشادات أكاديمية واسعة وتحديات الوصول إلى كسر التشفير ومحاكاة الجزيئات
حظي الابتكار بإشادة علمية لافتة؛ حيث قال إسحاق كيم من جامعة كاليفورنيا في ديفيس لمجلة «نيو ساينتست» إن هذا النهج «يمكن أن يجعل الحوسبة الكمومية المتسامحة مع الأخطاء أرخص بكثير». ووصفه دومينيك هانغليتر من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ بأنه «تغيير محتمل لقواعد اللعبة» بالنسبة للآلات التي تضم مئات الكيوبتات المنطقية.
ومع ذلك، تحتفظ هذه الطريقة فقط بالحالات التي تجتاز فحوصات الجودة الصارمة؛ إذ لم تنتج سوى 8% فقط من جولات التشغيل حالات سحرية قابلة للاستخدام، وأشار جينيو كاي من كلية إمبريال كوليدج لندن إلى أن معدلات الخطأ في معالج «ويلو» يجب أن تنخفض أكثر قبل أن يتمكن من معالجة المشكلات العملية المفيدة.
ويقف الفريق حالياً عند معدل خطأ واحد تقريباً في كل 10000 محاولة، بينما يتطلب كسر تشفير «آر إس إيه 2048» معدل فشل يقارب خطأً واحداً في كل 10 مليارات محاولة، وتتطلب محاكاة الجزيئات الكيميائية معدل خطأ يتراوح بين واحد في المليون وواحد في كل 100 مليون محاولة، وفقاً لمجلة «ساينتفيك أمريكان». وأقرت «جوجل» بضرورة إثبات التقنية على نطاق أوسع، حيث قالت روزنفيلد: «هذا هو الاستعراض الأول الذي يثبت أن المفاهيم تعمل؛ لكننا لم ننته بعد».
خطوة تأسيسية على طريق الحواسيب الكمومية المتسامحة مع الأخطاء
يمثل نجاح تقنية «زراعة الحالات السحرية» على معالج «ويلو» المزود بـ 105 كيوبتات ونقل الحالات المنقاة بنجاح بين رموز تصحيح الأخطاء اللونية والسطحية دليلاً ملموساً على إمكانية التغلب على أحد أعقد الاختناقات الحسابية التي كانت تهدد باستهلاك 95% من سعة الآلات الكمومية.
ورغم أن الطريق لا يزال يتطلب خفض معدلات الخطأ من مستواها الحالي البالغ خطأً واحداً في كل 10000 محاولة إلى مستويات أدق بكثير للوصول إلى محاكاة الجزيئات الكيميائية المعقدة أو كسر تشفير «آر إس إيه 2048»، فإن هذا الابتكار يفتح مساراً أقل تكلفة وأكثر كفاءة أمام الجيل القادم من الحواسيب الكمومية.
أسئلة شائعة
السؤال: ما الإنجاز الذي حققته شريحة ويلو من جوجل في الدراسة المنشورة بمجلة ساينس؟
الإجابة: نجحت في تطبيق تقنية زراعة الحالات السحرية عملياً على 54 كيوبتاً من أصل 105 كيوبتات في معالج ويلو، مما خفض الأخطاء 40 ضعفاً وحقق دقة منطقية بلغت 99.99%.
السؤال: ما الفرق بين تقنية الزراعة الجديدة وطريقة التقطير التقليدية للحالات السحرية؟
الإجابة: تدمج طريقة التقطير عدة حالات معيبة لإنتاج عدد أقل من الحالات الدقيقة، بينما تعمل الزراعة على فحص حالة واحدة وتوسيع حمايتها عبر عدد أكبر من الكيوبتات لتوفير الموارد.
السؤال: ما هي نسبة المحاولات الناجحة حالياً وما معدل الخطأ المسجل في التجربة؟
الإجابة: أنتجت نحو 8% من جولات التشغيل حالات سحرية صالحة للاستخدام بمعدل خطأ يبلغ واحداً في كل 10000 محاولة مقارنة بـ 4 أخطاء في كل 1000 محاولة بدون الزراعة.
السؤال: ما معدل الدقة المطلوب مستقبلاً لمحاكاة الجزيئات أو كسر التشفير الرقمي؟
الإجابة: تتطلب محاكاة الجزيئات معدل خطأ بين واحد في المليون وواحد في 100 مليون، بينما يتطلب كسر تشفير آر إس إيه 2048 خطأً واحداً فقط في كل 10 مليارات محاولة.
