خوارزمية كلاسيكية من Flatiron Institute تدحض ادعاء D-Wave بالتفوق الكمومي
في تطور علمي لافت يعيد رسم خارطة التنافس بين الحوسبة الكلاسيكية والكمومية، نجح فريق من الفيزيائيين في مركز الفيزياء الكمومية الحاسوبية (CCQ) التابع لمعهد Flatiron Institute، بالتعاون مع جامعة بوسطن، في تطوير خوارزمية كلاسيكية قادرة على محاكاة ديناميكيات كمومية ثلاثية الأبعاد معقدة، كان يُعتقد سابقاً أنها مستحيلة دون حاسوب كمومي. الدراسة المنشورة في مجلة Science تدحض بشكل مباشر إنجازاً بارزاً أعلنته D-Wave Systems في مارس 2025 باستخدام معالجها الكمومي Advantage2 ذي الـ 5,000 كيوبت.
استهدف الاختراق الحاسوبي محاكاة الديناميكيات الكمومية المستمرة زمنياً ضمن نموذج إيزينغ ذي المجال العرضي (TFIM) عبر شبكات زجاج السبين المضطربة متعددة الأبعاد. اعتمدت تجربة D-Wave الأصلية على فرضية أن مئات الكيوبتات المتفاعلة، عند خضوعها لعملية تبريد سريع عبر انتقال طوري كمومي، تولّد دالة موجية ذات تشابك كمومي يتبع قانون المساحة، مما يجعل الأساليب الكلاسيكية القائمة على حالات حاصل الضرب المصفوفي تتصاعد أسياً في الذاكرة وزمن التنفيذ.
للتغلب على هذا الحاجز الأسي دون تخزين دالة الموجة الضخمة مباشرة، ابتكر فريق CCQ بنية شبكة موترية ثلاثية الأبعاد مخصصة للشبكة البلورية، مستخدماً مكتبة ITensor البرمجية عالية الأداء. تعالج الخوارزمية تطور الحالة الكمومية عبر خط أنابيب من مرحلتين، مع إعادة توظيف وتحسين تقنيات ضغط البيانات والتوجيه الرياضي المعروفة منذ عقود. الملفت أن حواسيب محطات العمل الكلاسيكية، بل وحتى الحواسيب المحمولة التجارية في بعض التكوينات، تمكنت من تحقيق دقة متطورة في حساب تطورات الحالات الكمومية عالية التشابك الكمومي.
تُعيد هذه النتائج ترسيخ خط أساس تنافسي في النقاش المستمر حول التفوق الكمومي العملي. فبدلاً من إثبات التفوق في مهام عشوائية كأخذ عينات الدوائر العشوائية، ركز مشروع D-Wave على فيزياء كيبل-زوريك الكونية ذات الصلة المباشرة بعلم المواد المكثفة وخوارزميات التحسين واكتشاف الموصلات الفائقة. بمطابقة دقة المعالج الكمومي في أنظمة تضم مئات الكيوبتات المحاكاة باستخدام عتاد كلاسيكي متواضع، يوفر إطار CCQ بروتوكول تحقق فوري لقياس حدود الضوضاء والدقة الفيزيائية للمُلدِّنات الكمومية قريبة المدى.
من منظور اقتصادي، قد يُلقي هذا التطور بظلاله على شركة D-Wave Systems المتداولة في بورصة نيويورك تحت الرمز QBTS، إذ يُضعف الادعاءات التسويقية بالتفوق الكمومي التي تُعد محركاً رئيسياً لجذب الاستثمارات. غير أن الأثر قد يكون مزدوجاً: فبينما يُشكك في ميزة الأجهزة الحالية، فإنه يُرسي معايير تحقق أكثر صرامة قد تُعزز مصداقية الإنجازات الكمومية المستقبلية الحقيقية.