تطوير الحوسبة الكمومية مع Pasqal و KAIST

المعهد الكوري المتقدم للعلوم والتكنولوجيا (KAIST) هو المؤسسة البحثية الرائدة في كوريا الجنوبية المتخصصة في العلوم والهندسة والتكنولوجيا. وقد أثبت KAIST مكانته كرائد في مجال الابتكار، حيث يقود التقدم في مجالات مثل الحوسبة الكمومية وأشباه الموصلات والفيزياء التطبيقية. وبفضل مهمته المتمثلة في الربط بين العلوم الأساسية والتطبيقات العملية، أصبح KAIST مركزًا للبحوث الرائدة. أحد المساهمين البارزين في KAIST في مجال أبحاث الحوسبة الكمومية هو البروفيسور Jaewook Ahn، الذي ساهمت أعماله في الفيزياء الذرية والتكنولوجيا الكمومية في تعزيز فهم وتطبيق الحوسبة الكمومية للذرات المتعادلة.

أبحاث رائدة في مجال الحوسبة الكمومية

بدأت رحلة البروفيسور آهن في مجال الحوسبة الكمومية في عام 2014 عندما حصل على تمويل من مؤسسة سامسونج للعلوم والتكنولوجيا لمشروع بحثي مدته عشر سنوات. ركز المشروع على تطوير طرق إعادة ترتيب الذرات لإنشاء أنظمة كمومية قابلة للتطوير باستخدام ذرات محايدة. من خلال الاستفادة من تقنيات الليزر المتخصصة، قدم فريق البروفيسور آهن إعادة ترتيب الذرات الديناميكية - وهي تقنية تتيح إعادة تكوين البنى الكمومية، مما يوفر مزايا فريدة مقارنة بأنظمة الكيوبت الثابتة.

وقد عززت نتائج هذا البحث سمعة KAIST كرائد في مجال تكنولوجيا الكم. وقال البروفيسور آهن: "لقد حولت هذه السنوات العشر من العمل ما كان في يوم من الأيام فكرة ناشئة إلى ما أعتقد أنه الآن أحد أكثر المنصات الواعدة في مجال الحوسبة الكمومية". ولم تقتصر ابتكارات فريقه على إحداث تقدم في مجال أنظمة الكم الذرية المحايدة فحسب، بل أرست أيضًا الأساس لمشاريع تعاونية مع قادة الصناعة مثل Pasqal.

شراكة تعاونية مع Pasqal

بدأت الشراكة بين KAIST و Pasqal في عام 2023، بعد دعوة من Loïc Henriet، الرئيس التنفيذي المشارك لشركة Pasqal، للتعاون في تجارب كمية متطورة. إدراكًا لخبرات KAIST في منصات المصفوفات الذرية ثلاثية الأبعاد، سعت Pasqal إلى الاستفادة من قدراتها الفريدة لمواجهة التحديات الكمية المعقدة.

تم بناء هذا التعاون على أساس نقاط القوة التكميلية: معالجات الذرات المحايدة الرائدة من Pasqal وبنى الكيوبت الديناميكية من KAIST. عملوا معًا على تجارب تتضمن ترتيب الذرات وبرمجة خوارزميات الكم لمشاكل مثل تحليل الأعداد الصحيحة إلى عوامل أولية — وهو إنجاز رمزي في مجال الحوسبة الكمومية. أسفرت هذه المشاريع عن نشرتين رسميتين، توضحان جدوى وقابلية التوسع في أبحاثهم المشتركة.

وفي معرض تعليقه على هذا التعاون، قال البروفيسور آهن: "تواصلت شركة Pasqal معنا برؤية واضحة، وقد مكننا دعمها - سواء من الناحية التقنية أو من خلال منح البحث - من إجراء تجارب رائدة. لم يقتصر عملنا المشترك على توسيع حدود البحث الكمومي فحسب، بل عزز أيضًا تبادل الأفكار الذي يعود بالنفع على كل من الأوساط الأكاديمية والصناعية".

ابتكارات في هياكل الكيوبت الديناميكية

في الآونة الأخيرة، تركز KAIST على هياكل الكيوبت الديناميكية، مما يميزها عن أبحاث الحوسبة الكمومية التقليدية. في حين تعتمد معظم المنصات على المصفوفات الثابتة، فإن نهج KAIST ينطوي على إعادة ترتيب الذرات أثناء العمليات الحسابية، وهي تقنية توفر مرونة وكفاءة أكبر. هذه المنهجية، رغم أنها لا تزال في مهدها، لديها القدرة على إحداث ثورة في طريقة تصميم وتشغيل أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

سمح التعاون مع Pasqal لـ KAIST باختبار هذه المفاهيم على أجهزة Pasqal، واستكشاف تطبيقات تتراوح من تطوير الخوارزميات إلى المحاكاة المعقدة. على عكس المنصات الأخرى، فإن البنى الديناميكية مناسبة بشكل فريد لأنظمة الذرات المحايدة، حيث توفر إمكانات يمكن أن تتفوق على البنى الثابتة في قابلية التوسع والدقة.

رؤية موحدة للتقدم الكمومي

مع تطور الشراكة، يستعد KAIST و Pasqal لتعميق تعاونهما. مع توسع Pasqal في كوريا الجنوبية من خلال Pasqal Korea - التي يعمل بها طلاب سابقون في KAIST - أصبحت التآزر بين المنظمتين أقوى من أي وقت مضى. يتيح هذا التواجد المحلي تكاملاً أوثق، مما يعزز الابتكار الذي يربط بين الأوساط الأكاديمية والصناعة.

يتصور البروفيسور آهن أن المرحلة التالية من التعاون ستركز على التطبيقات الواقعية ومواصلة تطوير أبحاث الكيوبت الديناميكي. وأوضح قائلاً: "هدفنا هو مواصلة تطوير حلول قابلة للتطوير مع استكشاف كيفية استخدام هذه التقنيات لمواجهة التحديات العالمية، من مشاكل التحسين إلى نمذجة المناخ".

تجسد الشراكة بين KAIST و Pasqal قوة البحث التعاوني في دفع عجلة الابتكار الكمومي. فمعًا، لا يقتصر دورهما على تشكيل مستقبل الحوسبة الكمومية فحسب، بل إنهما يلهمان أيضًا جيلًا جديدًا من الباحثين والتقنيين لتخطي حدود الممكن.