لم يكن من المتوقع أن تشكل أجهزة الكمبيوتر الكم تهديدًا لأمن البيتكوين في أي وقت قريب. لكن IBM أطلقت مشروعًا يمكن أن يسرع الجدول الزمني: أول كمبيوتر الكم الذي يتحمله الأخطاء في العالم ، والذي تم تعيينه لأول مرة بحلول عام 2029.
على الرغم من قدرتها على الحساب في اتجاهات متعددة في وقت واحد ، فإن أجهزة الكمبيوتر الكمومية للجيل الحالي لها معدلات خطأ عالية. بدون تحمل الخطأ ، والقدرة على اكتشاف الأخطاء وتصحيحها عند حدوثها ، لا يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية تشغيل خوارزميات معقدة ستكون ضرورية لتكسير الألواح.
تم تصميم النظام ، المسمى IBM Quantum Starling ، لتنفيذ 100 مليون عملية كمية باستخدام 200 Qubits المصححة بالأخطاء. سيتم وضعه في مركز بيانات الكم في IBM في Poughkeepsie ، نيويورك ، وهو جزء من خارطة الطريق المستمرة للشركة للحوسبة الكمومية القابلة للتطوير ، والتي تمتد حتى عام 2033.
وقالت شركة IBM في بيان “المراجعات الأخيرة إلى مشروع خريطة الطريق هذا مسار حتى عام 2033 وما بعده ، وحتى الآن ، قمنا بتسليمها بنجاح على كل من معالمنا”. “بناءً على هذا النجاح الماضي ، نشعر بالثقة في تقدمنا المستمر.”
نهج IBM في مراكز التسامح مع الخطأ على تصحيح الخطأ. الأنظمة الكمومية حساسة للغاية للضوضاء والتفكك ، والاضطرابات البيئية التي يمكن أن تعطل Qubits على الفور تقريبًا. يستخدم حل الشركة رموز الدراجات ثنائية المتغير ، وهو نوع من رمز فحص التكافؤ منخفض الكثافة (LDPC) الذي يزعم أنه يقلل من عدد Qubits المادية التي تصل إلى 90 ٪ مقارنة بالطرق السابقة.
ستتضمن Starling أيضًا فك تشفير تصحيح الأخطاء في الوقت الفعلي قادر على التشغيل على صفائف بوابة قابلة للبرمجة (FPGAs) أو دوائر متكاملة خاصة بالتطبيق (ASIC) ، مما يتيح الاستجابة الفورية للأخطاء قبل تصاعدها.
وقال المدير الفني لمركز IBM Quantum Innovation في USC ، روزا دي فيس فك تشفير.
وقال دي فيليس: “يمكن أن يساعد هذا المعالج الجديد في تبسيط الحسابات المعقدة اللازمة لفهم كيفية تصرف الجزيئات والمواد”. “قد يؤدي ذلك إلى اختراقات في مناطق مثل منع الصدأ ، وتحسين التفاعلات الكيميائية ، وتصميم أدوية جديدة.”
لفهم كيف تخطط IBM لتحقيق هدفها ، إليك نظرة على خريطة طريق الحوسبة الحاسوبية المحدثة للشركة.
خريطة الطريق ستارلينج
2025
- إطلاق معالج IBM Nighthawk الذي يبلغ طوله 120 كيلو بايت مع قدرة عمق الدائرة الأكبر 16x.
- تتضمن تحسينات برامج Qiskit دوائر ديناميكية وتكامل مع بيئات الحوسبة عالية الأداء (HPC).
- إدخال بنية الحوسبة الكمومية التي تتحمل الأخطاء المعيارية.
- تم تصميم IBM Quantum Loon لاختبار مكونات الهندسة المعمارية لرمز QLDPC ، بما في ذلك “C-Couplers” التي تربط Qubits على مسافات أطول داخل نفس الشريحة.
2026
- يستهدف IBM مظاهرات ميزة الكم الأولى.
- توسيع أدوات تخفيف الأخطاء وأدوات رسم الخرائط لدعم أعباء العمل الكمومية المعقدة قبل التسامح الكامل للأخطاء.
- سيكون IBM Quantum Kookaburra ، الذي يتوقع إصداره في عام 2026 ، أول معالج وحدات لـ IBM مصمم لتخزين ومعالجة المعلومات المشفرة. سوف يجمع بين الذاكرة الكمومية مع العمليات المنطقية-لبنة البناء الأساسية لتوسيع نطاق أنظمة تحمل الأخطاء التي تتجاوز شريحة واحدة.
2027
- التحجيم إلى 1080 Qubits من خلال مقرنات رقاقة إلى رقاقة.
- سيقوم IBM Quantum Cockatoo ، المتوقع في عام 2027 ، بتشكيل وحدتين من Kookaburra باستخدام “L-Couplers”. سوف تربط هذه البنية رقائق الكم معًا ، مثل العقد في نظام أكبر ، وبالتالي تجنب الحاجة إلى بناء رقائق كبيرة بشكل غير عملي.
2028-2029
- النموذج الأولي للكمبيوتر الكم الذي يتحمل الأخطاء (Starling) المتوقع بحلول عام 2028 ، مع نشر كامل مستهدف لعام 2029.
لماذا يهم
في وقت سابق من هذا الأسبوع ، قلل مايكل سايلور ، المؤسس المشارك للاستراتيجية ، من تهديد أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، واصفاهم بمخاطرة أكبر على البنوك والحكومات أكثر من Bitcoin.
وقال في ذلك الوقت: “سيقومون باختراق نظامك المصرفي وحسابك في Google وحساب Microsoft الخاص بك ، وكل الأصول الأخرى التي لديك في وقت أقرب بكثير ، لأنها ترتيب أضعف الحجم”.
ينظر الخبراء ، مثل البروفيسور ديفيد بدر من معهد نيو جيرسي للتكنولوجيا ، إلى تسامح مع الأخطاء باعتباره حوسبة الحوسبة الكمومية العملية – وربما تشكل تهديدًا لأنظمة التشفير الحالية.
وقال: “إن التسامح مع الأخطاء يتعلق حقًا بجعل أجهزة الكمبيوتر الكمومية هذه أقل هشاشة وأقل عرضة للخطأ”. “هذه تقنية رئيسية ضرورية لتوسيع نطاقها من حفنة من Qubits إلى ما نعتقد أننا سنحتاج إلى تطبيقات حقيقية ، والتي قد تكون على ترتيب عشرات الآلاف إلى ملايين Qubits.”
أقر بدر الخوف من أن أحد هذه التطبيقات يمكن أن يعرض خوارزميات التشفير التي تؤمن عملات مشفرة مثل البيتكوين ، وأكد على أهمية انتقال مطوري blockchain نحو التشفير المقاوم للكمية.
وقال “لا يزال جهاز كمبيوتر الكم القادر على تشغيل خوارزمية Shor على بعد سنوات”. “لن ينكسر blockchains فجأة في عام 2029 – لكن الأمر يستحق المشاهدة.”
حرره أندرو هايوارد