1953 – настоящее время · الحوسبة الكمومية, المعلومات الكمومية, الجاذبية الكمومية
فيزيائي نظري أمريكي، أحد روّاد المعلومات الكمومية والحوسبة الكمومية. صاغ مصطلح «التفوق الكمومي» (quantum supremacy) ووصف مراحل تطوّر التقنيات الكمومية. معروف بأعماله في الحوسبة الكمومية الطوبولوجية، وتصحيح الأخطاء الكمومية، وربط الثقوب السوداء بالمعلومات الكمومية.
سيرة
تلقى تعليمه في برينستون (بكالوريوس) وهارفارد (دكتوراه). أستاذ في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، حيث يدير معهد المعلومات الكمومية والمادة. ينشط في تبسيط العلوم، ويلقي محاضرات شهيرة ويدير مدونة «Quantum Frontiers».
اكتشافات رئيسية
مفهوم التفوق الكمومي: المرحلة التي يؤدي فيها الحاسوب الكمومي مهمة تعجز عنها الحواسيب الكلاسيكية الفائقة — أصبحت هذه الفكرة قوة دافعة للصناعة.
المعلومات الكمومية الطوبولوجية: دراسة الأنيونات والرموز الحلقية لإنشاء كيوبتات مقاومة للأخطاء.
مفارقة جدار النار (Firewall paradox): شارك في صياغة مفارقة جدار النار للثقوب السوداء، المتعلقة بحفظ المعلومات.
💡 يُعرف بريسكيل بأنه خسر رهاناً مع زميله (ستيفن جوردان) حول تحقيق التفوق الكمومي، لكنه يروّج لهذا الحدث بحماس ويعتبره إنجازاً عظيماً.
اقتباس: "نحن في فجر العصر الكمومي — وقت نتعلّم فيه السيطرة على الأنظمة الكمومية المعقدة، وربما يكون أهم حدود العلم الحديث."
بدمج الحواسيب الكمومية المتقلبة في فرق موسيقية عبر تزامن غير مرئي، يصنع العلماء مراكز حوسبة خالية من الأخطاء — خطوة نحو إنترنت كمومي يُسرّع اكتشاف الأدوية والتنبؤات الدقيقة للمناخ.
بنية كمومية جديدة من نوع 'الدراجة' تصحح الأخطاء باستخدام شيفرات خاصة. باستخدام نفس عدد الكيوبتات، تُجري حسابات أكثر تعقيدًا بعشر مرات من الطرق السابقة. هذه خطوة نحو حواسيب كمومية مفيدة حقًا.
تتجمد المياه الساخنة أسرع من الباردة — هذا هو تأثير ميمبا. في العالم الكمومي، نظيره: نظام يعاني من اختلال كبير في النظام يستعيد نظامه بشكل أسرع. ولأول مرة، تحكّم العلماء بهذا على شريحة فائقة التوصيل، عبر تشغيل وإيقاف «شدّ» الاضطراب المتسارع. وهذا سيساعد الحواسيب الكمومية على الاستعداد للحسابات بسرعة
يدفع الحاسوب الضوئي الجديد جيوجانغ 4.0 الفوتونات عبر شبكة من القنوات المجهرية، ويستخدم القياس الضوئي — العد الدقيق لومضات الضوء — لتسجيل النمط النهائي. هذا النمط عصي على الحواسيب العادية، إذ يتطلب تعداداً للخيارات يفوق عدد الذرات في الكون. تؤكد التجربة قدرة الأجهزة الكمومية على التفوق على الحواسيب ا
الجسيمات العادية لا تتغير عند تبديل مواقعها. لكن هناك جسيمات خاصة، 'عقدية'، تتذكر المسار. لمدة عشرين عامًا، بحث العلماء عن نوع منها – أصفار ماجورانا، المهمة للحوسبة الكمومية. في تجربة جديدة على جهاز ميكروي، أُجري التبديل لأول مرة، مما يؤكد طبيعتها غير العادية. هذه خطوة نحو حاسوب كمومي محمي من الأخطا
قام العلماء لأول مرة بقياس السحر غير المحلي على شريحة كمومية — وهو مورد يربط جميع أجزاء النظام معًا ولا يختفي إذا ما غُيرت كل على حدة. وقد أعطت طريقتان نتيجة واحدة، مما يؤكد صحة النظرية. هذه خطوة نحو حواسيب كمومية موثوقة وفك تشفير إشعاع الثقوب السوداء.
حالات GKP، الأساسية للحواسيب الكمومية، محمية من الأخطاء بفحوصات مدمجة تُسمى المثبتات. كان يُعتقد أن النجاح في هذه الفحوصات يضمن حالة شبه مثالية. لكن عملًا جديدًا يدحض ذلك: المثبتات تحدد فقط حدًا أعلى للجودة، وقد يكون الواقع مخيبًا للآمال. هذا الاكتشاف يغير نهج بناء أجهزة كمومية موثوقة.
أثبت العلماء أن المستشعرات الكمومية قادرة على تحقيق دقة مطلقة حتى مع ضوضاء جميع مكوناتها. طُوِّر بروتوكول متسامح مع الأخطاء يصل إلى حد هايزنبرغ الأساسي عند قياس الحقول المغناطيسية. وهذا يقربنا من بناء مستشعرات كمومية موثوقة للعلوم والتقنية.
تسمح البنية ثنائية الأبعاد الجديدة للحاسوب الكمي بقمع التشويش تلقائيًا، تمامًا كما يلتئم الجرح على الجلد. تتفاعل كل خلية كيوبت مع جيرانها وفق قواعد بسيطة دون الحاجة إلى قياسات مستمرة. ومع نمو النظام، تتلاشى الأخطاء بشكل متسارع، مما يفتح الطريق أمام ذاكرة كمومية أبدية.
قام العلماء بترميز الحمض النووي كنظام من الأسهم التي تدور حسب السياق. أدى ذلك إلى تسريع مقارنة الجينومات على بطاقات الرسوميات حتى 700 مرة، وعلى أجهزة الكمبيوتر الكمومية مكّن من ابتكار تعريف الحمض النووي فائق الحماية.
تتباعد نظرية النسبية وميكانيكا الكم على المستوى الميكروسكوبي. نهج جديد: إذا تجاوز الحاسوب الكمومي الحد الكلاسيكي لسرعة الحوسبة، فسيكون ذلك اختبارًا للجاذبية الكمومية. يحتاج المختبر إلى 500 كيوبت منطقي، والكون إلى 1600. وتَعِد الخطط التجارية ببلوغ هذا العدد قريبًا.
على معالج كمومي، تمت محاكاة نظام فوضوي مكون من 8 جسيمات متشابكة. تصرف كثلاثية الأبعاد لثقب دودي قابل للعبور. مرت الإشارة المرسلة بقوى مختلفة تبعًا للإشارة، وهذه علامة أساسية على وجود مثل هذا النفق. يتيح هذا التجربة اختبار الجاذبية الكمومية في المختبر.
ابتكر العلماء بنية ثلاثية الأبعاد تحمي المعلومات الكمومية طبقة تلو الأخرى من الضوضاء الحرارية، مثل الدمى الروسية المتداخلة. يبقى الكيوبت مستقراً لفترة طويلة جداً، مما يمهد الطريق لحواسيب كمومية تعمل دون تبريد شديد.