الفوتونات وماجورانا والسيليكون
الدرس 17 من 23 في دورة «الكم». مجاني، مع رسوم متحركة واختبار.
كيوبت من الضوء
يمكن للفوتون أن يكون كيوبتًا أيضًا: مثلًا 0 مسار و1 مسار آخر، كما في مقياس التداخل من المستوى الأول. المزايا: الفوتون لا يكاد يتفاعل مع محيطه فضجيجه قليل، وينتقل بنفسه عبر الألياف فيسهل ربط الكيوبتات. والعيوب هي الوجه الآخر: الفوتونات لا تريد التفاعل مع بعضها أيضًا، وبوابة الكيوبتين تحتاج حيلًا ذكية. العدو الأول هنا ليس الضجيج بل الفقد: الفوتون يختفي ببساطة.
PsiQuantum: كل شيء أو لا شيء
أجرأ رهان ضوئي هو رهان PsiQuantum. لا تصدر الشركة آلات عرض صغيرة، بل تبني مباشرة حاسوبًا بمليون كيوبت. تُصنع شرائحها في مصنع أشباه موصلات عادي هو GlobalFoundries. في سبتمبر 2025 جمعت PsiQuantum مليار دولار بتقييم 7 مليارات، وتبني مواقع في أستراليا وشيكاغو، وبلغت المرحلة النهائية من برنامج منفصل لـDARPA. الخطر أنه حتى تعمل الآلة الكبيرة يصعب التحقق من نجاح النهج كاملًا.
Xanadu: البناء من مكعبات
سلكت Xanadu الكندية طريقًا آخر. في يناير 2025 عرضت Aurora: 12 كيوبتًا على 35 شريحة ضوئية موصولة بالألياف في آلة واحدة. الكيوبتات قليلة، لكن الفكرة مهمة: يمكن تجميع حاسوب كمي كبير من وحدات متماثلة كالخوادم في مركز بيانات، والوصل بينها لا يحتاج مبردًا. وبلغت Xanadu أيضًا المرحلة B في DARPA، أي أن خطتها تؤخذ بجدية.
الكيوبت الطوبولوجي: حماية بالتصميم
كل الكيوبتات السابقة تحارب الضجيج بتصحيح الأخطاء، أي تنفق كيوبتات فيزيائية كثيرة على كيوبت واحد موثوق. هناك فكرة أرقى: تخزين المعلومة لا في نقطة واحدة بل «موزعة» بين جسيمين بعيدين يسميان أنماط ماجورانا. كعقدة في رباط الحذاء: الهز الخفيف لا يفكها، بل يجب حلها عمدًا. إن نجحت هذه الكيوبتات فسنحتاج تصحيح أخطاء أقل بكثير.
Microsoft Majorana: راقب المراجعة العلمية
تراهن Microsoft على الكيوبتات الطوبولوجية منذ سنوات. في فبراير 2025 أعلنت شريحة Majorana 1، لكن كثيرًا من الفيزيائيين رأوا البيانات غير كافية لإثبات أن الكيوبتات طوبولوجية حقًا. في يونيو 2026 جاءت Majorana 2: استُبدلت المادة بالرصاص، وارتفع العمر من أجزاء من الثانية إلى نحو 20 ثانية. لا تزال نسخة أولية بلا مراجعة، ويقول النقاد إن قياسات إضافية لازمة. الدرس: الإعلان الصاخب ليس دليلًا بعد؛ انتظر المراجعة والتكرار.
دوران السيليكون: كيوبت كالترانزستور
مرشح آخر: دوران إلكترون واحد محبوس في السيليكون تحت قطب صغير جدًا. الجهاز يشبه كثيرًا الترانزستور العادي، لذا هذه الكيوبتات صغيرة ويمكن صنعها في المصانع الموجودة. نظريًا قد تتسع شريحة واحدة لملايين منها. النهج أحدث من غيره، لكن ثلاث شركات كهذه بلغت المرحلة B في DARPA: Diraq وQuantum Motion وSilicon Quantum Computing. فراقبه أيضًا.
اختبر نفسك
- ما المشكلة الرئيسية للكيوبتات الضوئية؟
الإجابة الصحيحة: الفوتونات تضيع ولا تتفاعل جيدًا مع بعضها. الفوتون قليل الضجيج لكنه يضيع بسهولة، وجعل فوتونين «يتواصلان» صعب. ومن هنا تعقيد مخططات البوابات. - كيف تتعامل مع إعلان Majorana 2؟
الإجابة الصحيحة: باهتمام، مع انتظار المراجعة والتكرار. قفزة العمر مبهرة، لكنها نسخة أولية والنقاد يشيرون إلى قياسات ناقصة. الموقف الصحيح هو انتظار التحقق. - لماذا تهم كيوبتات الدوران في السيليكون المستثمرين؟
الإجابة الصحيحة: تشبه الترانزستورات وتُصنع في المصانع الموجودة. الحجم الصغير والتوافق مع صناعة الرقائق يعدان بملايين الكيوبتات على الشريحة إن تحسنت الجودة.