Google Willow: 105 كيوبتات كسرت حاجز تصحيح الأخطاء

المشكلة التي استمرت 30 عاماً وحلها Willow

منذ أن قدم Peter Shor تصحيح الأخطاء الكمية في 1995، سعى الفيزيائيون وراء هدف يبدو متناقضاً: إضافة المزيد من الكيوبتات إلى النظام الكمي مع جعله أقل عرضة للأخطاء بدلاً من أكثر. على مدى ثلاثة عقود، كل محاولة لتوسيع المعالجات الكمية زادت الضوضاء أسرع مما يمكن لتصحيح الأخطاء قمعه. في ديسمبر 2024، أعلن فريق Quantum AI في Google في Nature أن معالج Willow ذا 105 كيوبتات قد اخترق أخيراً تلك الحاجز.

تُسمى هذه الاختراقة تصحيح الأخطاء “تحت العتبة”. اختبرت Google مصفوفات كود السطح بأحجام متزايدة — شبكات 3×3 و5×5 و7×7 من الكيوبتات — وأثبتت أن كل زيادة في حجم الشبكة خفضت معدل الخطأ المشفر بمعامل 2.14. الاتجاه أسّي: ضاعف الشبكة، انصّف الأخطاء. هذا هو المتطلب الأساسي لبناء حاسوب كمي متسامح مع الأخطاء، ولم يحققه أحد في نظام فائق التوصيل قبل Willow.

ما يعنيه المعيار المرجعي فعلياً

الرقم الرئيسي لدى Google مثير: أكمل Willow معيار Random Circuit Sampling (RCS) في أقل من خمس دقائق والذي كان سيستغرق أسرع حاسوب فائق في العالم 10 سبتيليون (10^25) سنة — مدة تتجاوز بكثير عمر الكون. الرقم حقيقي ومُتحقق منه ومنشور في Nature.

لكن السياق مهم. RCS هو معيار مصمم خصيصاً ليكون صعباً أُسّياً للحواسيب التقليدية. لا يحل أي مشكلة عملية معروفة. يثبت أن العتاد الكمي يمكن أن يتفوق على العتاد التقليدي في مهمة واحدة على الأقل — معلم علمي مهم، لكنه ليس نفس الحوسبة الكمية المفيدة. كانت Google شفافة بشأن هذا التمييز، مُوضعة Willow كالمعلم الثاني في خارطة طريق من ستة معالم نحو التطبيقات الكمية التجارية.

ما وراء نقطة التعادل: لماذا تهم الكيوبتات المنطقية

الإنجاز الأكثر أهمية هو ما تسميه Google “ما وراء نقطة التعادل”. الكيوبت المنطقي في Willow — الوحدة المصححة للأخطاء التي تشفر المعلومات عبر عدة كيوبتات فيزيائية — حقق عمراً أكثر من ضعف أفضل كيوبت فيزيائي مكوّن له. هذا يعني أن نظام تصحيح الأخطاء يُحسّن فعلياً أداء العتاد، لا يعوض عنه فحسب.

عمل النظام لمدة تصل إلى مليون دورة تصحيح أخطاء على مدار عدة ساعات مع فك تشفير الأخطاء في الوقت الفعلي والحفاظ على الأداء. هذا التشغيل المستدام يُظهر نضجاً هندسياً، وليس مجرد تجربة فيزيائية لمرة واحدة.

في أكتوبر 2025، تابعت Google بإثبات ميزة كمية في تحسين المحافظ — حل مشاكل تحسين مالية أسرع بـ 13,000 مرة من الحواسيب الفائقة التقليدية — أول تطبيق واقعي أظهر فيه Willow قيمة عملية تتجاوز المعايير المرجعية.

السباق جارٍ: IBM وMicrosoft والطريق نحو تحمل الأخطاء

Willow لا يوجد في فراغ. تستهدف IBM تحقيق ميزة كمية موثقة بحلول نهاية 2026 بمعالج Nighthawk ذي 120 كيوبت وتنشر بالفعل أنظمة Condor بـ 433 كيوبت للبحث. كشفت Microsoft عن كيوبتات طوبولوجية، نهج فيزيائي مختلف تماماً يستبدل أعداد الكيوبتات الحالية بمرونة أفضل في مواجهة الأخطاء على نطاق واسع.

العنق الزجاجة المشترك هو نفسه: الحوسبة الكمية المتسامحة مع الأخطاء ستحتاج على الأرجح ملايين الكيوبتات الفيزيائية، وليس المئات. كيوبتات Willow الـ 105 هي إثبات مفهوم وليست نظام إنتاج. فتحت Google برنامج وصول مبكر لـ Willow (المقترحات مطلوبة قبل 15 مايو 2026) للباحثين الخارجيين، مشيرة إلى أن المرحلة التالية هي التجريب التعاوني وليس النشر التجاري.

ما الذي يتغير بالنسبة للصناعة

تحول اختراق تصحيح الأخطاء في Willow محادثة الحوسبة الكمية من “إذا” إلى “متى”. قبل Willow، كان السؤال المركزي للمجال هو ما إذا كان تصحيح الأخطاء الكمية يمكن أن يعمل في العتاد فائق التوصيل بحجم مهم. هذا السؤال أُجيب عنه الآن. الأسئلة المتبقية — كيفية التوسع من 105 إلى ملايين الكيوبتات، وكيفية خفض التكاليف، وأي التطبيقات ستصل إلى الجدوى التجارية أولاً — هي مشاكل هندسية وليست ألغاز فيزيائية.

بالنسبة للمؤسسات، يبقى الجدول الزمني العملي طويلاً. يتوقع معظم الخبراء حواسيب كمية مفيدة تجارياً ومتسامحة مع الأخطاء بعد عقد على الأقل. لكن الصناعات التي ستستفيد أولاً — اكتشاف الأدوية وعلم المواد والتحسين المالي والتشفير — يجب أن تتابع هذه المعالم عن كثب.

المصادر والقراءات الإضافية

• Meet Willow, Our State-of-the-Art Quantum Chip — Google Blog
• Quantum Error Correction Below the Surface Code Threshold — Nature
• Making Quantum Error Correction Work — Google Research
• Google Debuts New Quantum Chip and Roadmap Details — HPCwire
• Google Opens Early Access to Willow Quantum Processor — The Quantum Insider