الحاسوب الكمومي يوفر ليس الوقت فقط بل الطاقة أيضًا ⚡ экспресс
يتم تحليل استهلاك الطاقة لبنية حاسوبية كمومية فوتونية واقعية لحل مشكلة أخذ العينات البوزونية – وهي مهمة نموذجية في التفوق الكمومي. باستخدام منهجية Metric-Noise-Resource، تُقام علاقة كمية بين معاملات التحكم وعمليات الضوضاء المسيطرة والموارد الطاقوية من خلال مقياس أداء متخصص. تُقدَّر الطاقة لكل عينة حسابية وتُحدَّد أنظمة التشغيل ذات الكفاءة الطاقوية المثلى. تُظهر المقارنة مع أفضل التطبيقات التقليدية وجود ميزة طاقوية كمومية – تُعرَّف بأنها تكلفة طاقة أقل لكل عينة – والتي تنشأ قبل تحقق الميزة الحسابية، حتى عندما تظل الخوارزميات التقليدية أسرع. تم اقتراح بنية تجريبية قابلة للتنفيذ لأخذ العينات البوزونية، تتضمن ميزانية كاملة للضوضاء والفقد، مما يسمح بمراقبة الميزة الطاقوية الكمومية في المدى القريب.
عند تحضير الفشار، يستهلك الميكروويف الكهرباء فقط لتسخين الحبوب. أما موقد الغاز فيُسخّن كامل رأس الموقد والهواء المحيط به. وهذا الفرق نفسه ينطبق على شريحة كمومية ضوئية وحاسوب فائق تقليدي عند حل مهمة ابتكرها سكوت آرونسون. هذه المهمة، التي تتمثل أساسًا في حساب كيفية تشابك الضوء في متاهة من المرايا، هي اختبار مثالي للآلة الكمومية.
يكمن سر التوفير في أن الحسابات التقليدية تولّد الكثير من الإنتروبيا، أي الفوضى والحرارة. أما الشريحة الضوئية، حيث تطير جسيمات الضوء بسرعة سرعة الضوء ولا تتفاعل تقريبًا، فإنها تنتج قدرًا أقل بكثير من هذه 'النفايات'. ويؤكد العد الدقيق للفوتونات المنفردة عند الخرج أن الطاقة تُصرَف على النتيجة، لا على مكافحة الفوضى.
من المدهش أن المعالج الكمومي يتفوق في استهلاك الطاقة قبل أن يتفوق في الزمن. وهذا يعني أن مسرّعات الكم المستقبلية ستتولى المهام الأكثر استهلاكًا للطاقة وتقلص البصمة الكربونية لمراكز البيانات بشكل كبير.
🎯 جوهر التجربة هو محاكاة مرور الضوء عبر متاهة من المرايا ومقسمات الأشعة. بالنسبة للمخططات الكبيرة، حتى أفضل الحواسيب الفائقة لا يمكنها التنبؤ بالنتيجة، بينما تقوم الشريحة الكمومية بذلك بشكل طبيعي، 'بالحساب' عن طريق الطبيعة نفسها.
🎬 غالبًا ما يصوّر كتّاب الخيال العلمي الحواسيب الكمومية على أنها قادرة على كل شيء. أما الواقع فيضيف مفاجأة سارة: إنها توفر الطاقة أيضًا.