معالج Pasqal ذو الـ256 كيوبتًا يكشف تباطؤًا في مغناطيس كمومي لم تتنبأ به النظرية

تقرير أولي بقيادة Pasqal يرصد تباطؤًا غير متوقع في الاسترخاء داخل مغناطيس كمومي ثنائي الأبعاد من 256 ذرة متعادلة، حيث تفقد ثلاث طرق لشبكات الموترات دقتها.

تقول Pasqal إن معالجها القائم على الذرات المتعادلة بـ256 كيوبتًا كشف عن سلوك في مغناطيس كمومي ثنائي الأبعاد لم تتوقعه النظرية الحالية. وفي ورقة أولية أُعدّت مع Center for Computational Quantum Physics التابع لـ Flatiron Institute وجامعة أوغسبورغ وForschungszentrum Jülich وجامعة ريغنسبورغ وInstitut d'Optique–CNRS، يفيد الفريق بأن المغناطيس، في ظروف معينة، يستغرق وقتًا أطول بكثير من المتوقع ليستقر بعد اضطراب مفاجئ، وذلك في نظام تتوقف فيه طرق المحاكاة الكلاسيكية الرائدة عن الاتفاق فيما بينها.

ما الذي أُعلن

أعلنت Pasqal النتيجة في 27 أكتوبر ونشرت على arXiv ورقة Exploring the Relaxation Landscape of a 2D Quantum Magnet on a 256-Qubit Processor. وتصف الشركة ذلك بأنه انتقال من استخدام المعالجات الكمومية لإعادة إنتاج الفيزياء المعروفة إلى اكتشاف سلوك لم يتوقعه الباحثون. ويبني العمل على دراسة سابقة أعادت فيها الآلة نفسها إنتاج سلوك بلورة مغناطيسية حقيقية.

التفاصيل التقنية

رتّبت التجربة 256 ذرة من الروبيديوم-87 في شبكة مربعة 16×16، واستُخدمت الحالة الأرضية وحالة رايدبرغ لكل ذرة بوصفهما الكيوبت. وحاكى النظام نموذج إيزنغ ثنائي الأبعاد في مجال عرضي، وهو من النماذج المرجعية في المغناطيسية. وانطلاقًا من حالة مستقطبة بالكامل، غيّر الباحثون الهاملتوني فجأة، فيما يُعرف بـ«الإخماد» (quench)، وراقبوا كيف تسترخي الارتباطات عند نسب مختلفة بين المجال العرضي وشدة التفاعل.

حدّد الباحثون ثلاثة أنظمة. فقرب الانتقال الطوري الديناميكي، عند نسبة تقارب 2.5، وصل النظام سريعًا إلى التوازن الحراري. وفي المجال القوي البالغ 6.0، استقر على هضبة ما قبل حرارية طويلة الأمد يصفها نموذج فعّال من نوع XY. أما عند القيمة الوسطى 3.5، فتباطأ الاسترخاء بوضوح، وظلت الارتباطات بعيدة عن قيمها الحرارية لمدة أطول بكثير من المقياس الزمني المعتاد. ويكتب المؤلفون أنهم لا يملكون بعد تفسيرًا واضحًا لهذا التباطؤ.

ولفحص البيانات، قارنها الفريق بثلاث طرق لشبكات الموترات: شبكات الموترات ثنائية الأبعاد، وحالات حاصل ضرب المصفوفات، وشبكات الموترات الشجرية. واتفقت الطرق الثلاث مع المعالج في البداية، ثم ابتعدت عن القياسات وعن بعضها بعضًا. وظلت نتائج المعالج متسقة مع ازدياد حجم النظام. ودعمت نمذجة الضوضاء وتصحيح أخطاء القياس والمحاكاة الدقيقة على شبكات 5×5 الاستنتاج بأن التباطؤ يعكس فيزياء الأجسام المتعددة لا خللًا في العتاد.

لماذا يهم ذلك

كيفية استرخاء الأنظمة الكمومية المتفاعلة بعيدًا عن التوازن في بُعدين مسألة مفتوحة صعبة، وهي تحديدًا نوع الأسئلة التي يُتوقع أن تفيد فيها المحاكيات الكمومية التناظرية. وتوضح Pasqal وشركاؤها صراحةً أن العمل لا يُثبت تفوقًا حسابيًا كموميًا، بل يقدّمونه دليلًا على أن هذه المعالجات يمكن أن تكون أدوات علمية مكمّلة حيث تواجه النظرية والطرق العددية الكلاسيكية صعوبات.

وقال لويك أنرييه (Loïc Henriet)، كبير مسؤولي التكنولوجيا في Pasqal: «نحن لا نعيد إنتاج ما نعرفه فحسب، بل نكتشف سلوكًا لم نكن نتوقعه».

ما الذي يجب ترقّبه

الورقة نسخة أولية، لذا ستكون الخطوات التالية مراجعة الأقران ومحاولات مجموعات أخرى، تجريبية وحسابية، لتفسير التباطؤ. ويشير المؤلفون إلى مصفوفات ذرات رايدبرغ بوصفها منصة رئيسية للأسئلة المفتوحة التي حددوها، ويقولون إن التحسن المستمر في أزمنة الترابط يمهّد الطريق لتحليلات منهجية للتحجيم بحجم محدود وزمن محدود.

معالج Pasqal ذو الـ256 كيوبتًا يكشف تباطؤًا في مغناطيس كمومي لم تتنبأ به النظرية

ما الذي أُعلن

التفاصيل التقنية

اشترك في النشرة البريدية من DesignQuantum

لماذا يهم ذلك

ما الذي يجب ترقّبه

اشترك في النشرة البريدية من DesignQuantum

الجهات الواردة في هذه القصة

Pasqal

المصادر