كشفت شركة آي بي إي عن خططها لبناء “ستارلينج”، أول كمبيوتر كمي واسع النطاق ومقاوم للأخطاء في العالم، من المتوقع أن يبدأ العمل بحلول 2029 في مركز بيانات كمي جديد في بوكيبسي، نيويورك. ويعد هذا النظام بإجراء 20,000 عملية كمي أكثر من الأنظمة الحالية بفضل تقنيات تصحيح الأخطاء المتطورة.
المواصفات الفنية والقدرات
سيتميز نظام ستارلينج الثوري بـ 200 كيوبت منطقي قادر على تنفيذ 100 مليون عملية كمي بدقة عالية، مما يتطلب حوالي 10,000 كيوبت فيزيائي لإنشاء كيوبتاته المنطقية. هذه القوة الحاسوبية هائلة لدرجة أن تمثيل الحالة الحسابية لـ ستارلينج سيتطلب ذاكرة تفوق قدرة كويندسيليون (10^48) من أقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم.
سيستخدم الكمبيوتر الكمي رموز تصحيح الأخطاء الكمية منخفضة الكثافة (qLDPC) الخاصة بآي بي إي، وتحديداً رموز BB (Bivariate Bicycle)، التي تشفر 12 كيوبت منطقي في 144 كيوبت بيانات بالإضافة إلى 144 كيوبت فحص. هذا النهج يقلل متطلبات الكيوبتات بمقدار 10 أضعاف مقارنةً بالرموز السطحية التقليدية مع الحفاظ على نفس القدرة على تصحيح الأخطاء، مما يتيح للنظام تنفيذ عمليات كمي معقدة بثبات ودقة غير مسبوقة.
اختراق في تصحيح الأخطاء الكمية
يكمن سر قدرات ستارلينج الثورية في تقنية تصحيح الأخطاء الكمية التي طورتها آي بي إي. باستخدام رموز qLDPC، حققت الشركة خفضاً بنسبة 90% في عدد الكيوبتات الفيزيائية المطلوبة مقارنةً بالطرق التقليدية التي تستخدمها شركات مثل جوجل. هذا النهج المبتكر يتيح تصحيح أخطاء فعال وقابل للتوسع، مما يعالج التحدي الأساسي الذي أعاق التطبيقات العملية للحوسبة الكمية.
سيتم تنفيذ تصحيح الأخطاء في الوقت الفعلي عبر وحدات فك تشفير كلاسيكية تقرأ إشارات الخطأ وتُصحح المعلومات. يشفر النظام 12 كيوبت منطقي في 288 كيوبت فيزيائي مع الحفاظ على قدرة قوية على تصحيح الأخطاء. تمثل هذه التقنية تتويجاً لسنوات من البحث، حيث تؤكد آي بي إي أنها “قللت المخاطر” المتعلقة بتحقيق حوسبة كمومية مقاومة للأخطاء، مما يجعلها “أكثر ثقة” بقدرتها على الوفاء بالموعد المحدد.
التصميم المعياري والقابلية للتوسع
يعتمد تصميم ستارلينج على هندسة معيارية تتيح قابلية توسع غير مسبوقة لأنظمة الحوسبة الكمية. سيتكون الجهاز من شبكة وحدات مترابطة، كل منها يحتوي على وحدات معالجة كمومية (QPUs)، جميعها موضوعة داخل مركز البيانات الجديد في بوكيبسي.
سيضم مركز البيانات الكمي أربعة أنظمة من نوع IBM Quantum System Two، كل منها بتصميم سداسي يتسع لثلاث وحدات معالجة كمومية، بالإضافة إلى خوادم حاسوبية تقليدية. بدأ بناء هذا المنشأة المتخصصة في أبريل 2025، مما يوفر البنية التحتية اللازمة لدعم أول كمبيوتر كمي واسع النطاق مقاوم للأخطاء في العالم. يمثل التصميم المعياري تقدماً كبيراً في هندسة الحوسبة الكمية، مما يتيح لآي بي إي التوسع إلى أنظمة أكثر قوة مثل IBM Quantum Blue Jay المخطط له بحلول 2033.
خارطة الطريق حتى 2028
يمر تطوير ستارلينج بسلسلة مدروسة من معالجات كمومية متقدمة، جميعها تحمل أسماء طيور:
- نايت هوك (2025): خليفة شريحة هيرون الحالية، ستصل إلى 15,000 بوابة بحلول 2028.
- لون (2025): معالج تجريبي لاختبار مكونات رموز qLDPC.
- كوكابورا (2026): أول معالج معياري يجمع بين الذاكرة الكمية والعمليات المنطقية.
- كوكاتو (2027): سيوضح التشابك الكمي بين وحدتي كوكابورا باستخدام موصلات L لربط الشرائح الكمية.
يصل هذا التدرج إلى ذروته مع ستارلينج (2028-2029)، ليمهد الطريق لنظام أقوى هو IBM Quantum Blue Jay بحلول 2033، الذي يهدف إلى تنفيذ مليار عملية كمي عبر 2000 كيوبت منطقي.