فوجيتسو وريكن يطوران حاسوباً كميًا جديدًا بسعة 256 كيوبت

أعلنت شركتا فوجيتسو اليابانية ومعهد RIKEN للعلوم عن تطوير جهاز حوسبة كمومية جديد يعتمد على تكنولوجيا الموصلية الفائقة، ويضم 256 كيوبت، أي أربعة أضعاف سعة النسخة السابقة (64 كيوبت). جرى تركيب الجهاز في مركز التعاون RIKEN RQC-FUJITSU في واكو، اليابان، ومن المقرر طرحه للشركات والمؤسسات البحثية عالمياً في الربع الأول من السنة المالية 2025 (أبريل–يونيو 2025). يتيح هذا الإنجاز إمكانات أكبر في محاكاة الجزيئات المعقدة، وتطوير خوارزميات تصحيح الأخطاء الكمومية، ويمثّل خطوة جوهرية نحو بناء حاسوب كمومي بسعة 1,000 كيوبت بحلول 2026.

1. خلفية مشروع Q-LEAP

1.1 دعم حكومي وشراكات استراتيجية

تعاونت فوجيتسو وRIKEN ضمن برنامج Quantum Leap Flagship Program (Q-LEAP) الذي ترعاه وزارة التعليم والعلوم اليابانية (MEXT)، وقد دشنت المنصة الأولى بسعة 64 كيوبت في أكتوبر 2023. يهدف البرنامج إلى تعجيل الانتقال من البحث النظري

إلى التطبيقات العملية والتجارية في مجال الحوسبة الكمومية.

1.2 بنية الحوسبة الهجينة

يعتمد النظام على نموذج “الهجين الكمومي-الكلاسيكي” (Hybrid Quantum-Classical) حيث تتبادل المعالجة بين المعالجات الكمومية والمعالجات الكلاسيكية، ما يمكن من تشغيل خوارزميات معقدة تتطلب موارد متنوعة لتحقيق أعلى درجات الدقة والكفاءة.

2. الابتكارات التقنية في جهاز 256 كيوبت

2.1 تصميم خلية 4-كيوبت ثلاثية الأبعاد

استندت فوجيتسو وRIKEN إلى خلية وحدة مكوّنة من أربعة كيوبتات (4-qubit unit cell)، منظمة في هيكل ثلاثي الأبعاد، ما يسهّل توسيع العدد دون إعادة تصميم جذري.

2.2 مضاعفة الكثافة داخل ثلاجة التبريد

تمكّن الفريق من زيادة كثافة توزيع الكيوبت داخل ثلاجة التبريد ذات درجة الحرارة المنخفضة (dilution refrigerator) بأربعة أضعاف، ما سمح بتشغيل الجهاز الجديد ضمن نفس وحدة التبريد المستخدمة مسبقاً، بفضل تحسينات في العزل الحراري

وتقنيات التبريد.

2.3 إدارة حرارة متقدمة

أدخلت تحسينات على قنوات التبريد والمواد عالية التوصيل الحراري، مما خفّض فقد الحرارة بنسبة تقارب 60% مقارنةً بالنسخة السابقة، ما عزّز استقرار درجات الحرارة الحرجة لتشغيل الكيوبتات.

3. إمكانات الاستخدام والتطبيقات المستقبلية

3.1 محاكاة جزيئية متقدمة

بوجود 256 كيوبت، يصبح ممكناً محاكاة جزيئات أكبر وأعقد في الكيمياء الكمومية وعلوم المواد، مثل نمذجة البروتينات والأدوية المرشحة، لتسريع اكتشاف الأدوية وتقليص تكاليف البحث المختبري.

3.2 خوارزميات تصحيح الأخطاء الكمومية

تتيح السعة المتزايدة اختبار وتنفيذ خوارزميات Fault-Tolerant لتصحيح الأخطاء الكمومية، وهي خطوة أساسية للتغلب على مشاكل الضوضاء وفقد التشابك الكمومي التي تعيق الحوسبة الكمومية العملية.

3.3 الذكاء الاصطناعي الكمومي

يمكن للجهاز الجديد تسريع خوارزميات التعلم الآلي الكمومي (Quantum Machine Learning)

، التي تستفيد من التشابك والتراكب الكمومي لتحليل البيانات الكبيرة وتحسين عمليات التنبؤ واتخاذ القرار.

4. الجدول الزمني والخطط المستقبلية

الإطلاق التجاري: الربع الأول من السنة المالية 2025 (أبريل–يونيو 2025).

تمديد فترة التعاون: مدّت فوجيتسو وRIKEN شراكتهما حتى مارس 2029 لضمان استمرار البحث والتطوير.

مشروع 1,000 كيوبت: العمل جارٍ على تصميم جهاز بقدرة 1,000 كيوبت، مع توقعات بالانتهاء من تركيبه في حرم Fujitsu Technology Park عام 2026.

5. الخلاصة

يُعدّ جهاز فوجيتسو–RIKEN الكمومي بسعة 256 كيوبت إنجازاً نوعياً في السباق العالمي نحو الحوسبة الكمومية العملية. يجمع هذا النظام بين تصميم ثلاثي الأبعاد قابل للتوسع وتقنيات تبريد متقدمة، ما يمهد الطريق لتطبيقات واسعة في مجالات الكيمياء والدواء والذكاء الاصطناعي. ويشكل خطوة أساسية نحو تحقيق منصة كمومية ضخمة بسعة 1,000 كيوبت بحلول 2026، بدعم حكومي

متواصل وتعاون مثمر بين القطاعين الأكاديمي والصناعي.