تمتلك أجهزة الكمبيوتر الكمومية مشكلة كبيرة. أو ، لنكون أكثر دقة ، الكثير من الأشياء الصغيرة بشكل لا يصدق. تعد هذه الأجهزة المستقبلية بإحداث ثورة في كل شيء من الصناعة المالية إلى اكتشاف الأدوية من خلال الاستفادة من قوة عدم اليقين الكمومي – بدلاً من استخدام وحدات البت مثل الكمبيوتر المحمول أو الهاتف ، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية الكيوبتات ، مما يعني أنها ستكون قادرة على أداء مهام معينة أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر التقليدية وقد تكون أفضل في محاكاة العمليات الطبيعية.
يتسابق عمالقة التكنولوجيا بما في ذلك Google و Microsoft و IBM لبناء أجهزة الكم ، ولكن بشكل جماعي هذا المجال غارق في عصر يُعرف في مجال الأعمال باسم “الكم الصاخب المتوسط” أو NISQ. أجهزة الكمبيوتر الكمومية اليوم هي أجهزة حساسة يمكن التخلص منها عن طريق أدنى تداخل بيئي: فهي بطيئة وصغيرة الحجم وليست دقيقة ، مما يعني أنها الآن عديمة الفائدة نوعًا ما.
تأمل سابرينا مانيسكالكو في تغيير ذلك. وهي شريك مؤسس ومدير تنفيذي لشركة Algorithmiq ، وهي واحدة من عدد قليل من الشركات الناشئة التي تعمل على تطوير برامج لأجهزة الكمبيوتر الكمومية المزعجة التي يمكننا الوصول إليها اليوم. “تعد البرامج والخوارزميات للأجهزة قصيرة المدى هي المفتاح للكشف عن التطبيقات الصناعية المفيدة وفتحها” ، كما تقول.
انبثقت الشركة من بحث في جامعة هلسنكي ، حيث تعمل مانيسكالكو أستاذة للمعلومات الكمومية ، والحوسبة ، والمنطق ، بعد فترات قضتها في جنوب إفريقيا ، وإدنبره ، وموطنها الأصلي صقلية. تقول: “لقد بدأ الأمر بمحاولة اكتشاف أفضل التطبيقات لهذه الحواسيب الكمومية ذات المرحلة المبكرة جدًا من الضوضاء”.
استقروا على مشكلة “الضوضاء”. تعمل Algorithmiq على تطوير طرق لمواجهة الضوضاء التي تصيب أجهزة الكمبيوتر الكمومية: ليس أزيز مروحة التبريد ، ولكن التغييرات البيئية الصغيرة التي يمكن أن تدفع الكيوبتات للخروج من حالة حساسة تسمى التراكب. هذه الحالة – التي يمكن اعتبارها تقريبًا ليست 0 أو 1 ، ولكن كلاهما في نفس الوقت – هي التي تجعل أجهزة الكمبيوتر الكمومية قوية جدًا ، ولكن أيضًا من الصعب جدًا بناؤها.
تعمل الخوارزمية على اكتشاف طرق معقدة لنمذجة الضوضاء والتخفيف منها بحيث يمكن استخدام الأجهزة في المراحل المبكرة لإجراء التجارب. بادئ ذي بدء ، تركز الشركة على المحاكاة الكيميائية – حالة استخدام محتملة واعدة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية لأنها تحاكي عدم اليقين في الطبيعة. إنه يقيس خوارزميات تقليل الضوضاء الخاصة به عن طريق محاكاة جزيئات مثل ثنائي الكروم – وهو أمر بسيط بما يكفي لمحاكاته باستخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية الحالية ولكنه معقد بدرجة كافية لإظهار قوة هذه الأجهزة. يقول Maniscalco إن Algorithmiq – التي أعلنت مؤخرًا عن شراكة مع IBM – تخطط لتطبيق نفس المبادئ على الهياكل الأكثر تعقيدًا في المستقبل ، مع التطبيقات المحتملة التي تشمل اكتشاف الأدوية في صناعة الأدوية. تقول: “نحن نفكر في أنفسنا كأول شركة تقنية حيوية كمومية”.
نُشر هذا المقال في الأصل في عدد يناير / فبراير 2023 من مجلة WIRED UK.
