أخطاء الحاسوب الكمومي تتعلم تصحيح نفسها سريع
الحاسوب الكمومي كأوركسترا، كل عازف فيها يعزف دوره الخاص، لكنه أحيانًا يخطئ. ولكي لا تتحول الموسيقى إلى نشاز، نحتاج إلى قائد يصحح الأخطاء في الوقت المناسب. في الحوسبة الكمومية، تقوم رموز تصحيح الأخطاء بدور قائد الأوركسترا. فهي تفحص باستمرار حالة الكيوبتات (البتات الكمومية) وتُخبرنا أين حدث الخلل.
لكن قائد الأوركسترا نفسه قد يُخطئ. مخططات الفحص (وتسمى القياسات الندّية syndrome measurements) تتكون من عمليات متعددة، وكل عملية منها قد تُدخل خطأً خاصًا بها. إذا انتشر الخطأ عبر المخطط، يصبح اكتشافه وتصحيحه أصعب. الأدوات السابقة للتحسين لم تأخذ هذا في الاعتبار: كانت تحاول جعل المخطط أقصر أو أبسط، لكنها لم تفكر في كيفية تنقل الأخطاء داخل الفحص نفسه.
برنامج PropHunt يفعل غير ذلك. فهو يجرّب الترتيبات الممكنة للعمليات في مخطط الفحص ويختار الترتيب الذي ينتشر فيه الخطأ بأقل قدر. هذا يشبه توزيع الموسيقيين على المسرح بحيث لا تُربك النغمة الخاطئة من أحدهم البقية. يعمل PropHunt تلقائيًا بل ويجد حلولًا كان المهندسون الخبراء يبتكرونها يدويًا سابقًا. كما أنه يساعد في تحسين أسلوب كبت الأخطاء — استقراء الضوضاء الصفرية zero-noise extrapolation، حيث يُشغَّل الحاسوب عمدًا بمستويات ضوضاء مختلفة ثم يُحسب الجواب الصحيح.
بفضل PropHunt، ستتمكن حواسيب المستقبل الكمومية من العمل لفترة أطول وبموثوقية أكبر. هذه خطوة نحو جعلها تحل مسائل لا تستطيع الحواسيب العادية الوصول إليها: من البحث عن أدوية جديدة إلى المحاكاة الدقيقة للمواد.
يمكن للكيوبت الواحد أن يكون في حالة «صفر وواحد» في آن واحد، لكن أي قياس يدمر هذا التراكب. لذلك صُممت فحوصات الأخطاء بحيث لا تنظر إلى الكيوبت نفسه بل إلى «جيرانه» فقط.
في رواية «الإبادة» للكاتب جيف فاندرمير، يواجه العلماء طفرات تشوه نسيج الواقع نفسه — تمامًا كما تشوه الأخطاء الكمومية الحسابات إذا لم تُصحح في الوقت المناسب.