إن الإنجازات الكبيرة في مجال Quantum Computing، بما في ذلك الأجهزة الجديدة والخوارزميات الأكثر ذكاءً والعلامات الواضحة على "التفوق quantum"، تقرب الآلات التي كانت نظرية في السابق من الاستخدام في العالم الحقيقي.
رغم أن Quantum Computing قد طغى عليها الذكاء الاصطناعي مؤخرًا، إلا أنها تقترب من تحقيق مكانتها المرموقة.
قبل بضع سنوات فقط، اتفق العديد من الباحثين على أن Quantum Computing لن تصبح مفيدة حقًا إلا بعد عقود.
لكن هذه الفترة الزمنية تتقلص باستمرار، مما يزيد من احتمالية ظهور تطبيقات عملية لها - مثل التشفير quantum واكتشاف الأدوية - في المستقبل القريب نسبيًا.
"لقد كانت السنتان الماضيتان مثيرتين للغاية"، هذا ما قاله scot Aaronson ، عالم الكمبيوتر في جامعة تكساس في أوستن، لمجلة discovery.
بفضل التحسينات في الأجهزة، وزيادة الكفاءة، وإثبات ما يُسمى بـ"التفوق quantum " على الحواسيب التقليدية، تشهد Quantum Computing تقدماً سريعاً. إليكم ثلاثة من أحدث الإنجازات في هذا المجال.
1. أصبحت Quantum Computing أكثر استقراراً
لطالما عانى هذا المجال منذ بدايته من عدم استقرار Quantum Computing بطبيعتها. فعلى عكس الحواسيب التقليدية التي تعالج المعلومات باستخدام البتات الثنائية (A 1 و0)، تعتمد Quantum Computing على الكيوبتات، التي تستفيد من مبادئ ميكانيكا الكم الغريبة لتحقيق قدرة معالجة أكبر.
وفقًا للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST)، يمكن أن توجد الكيوبتات في حالة تراكب، حيث تمثل كلًا من 1 و0 في آنٍ واحد.
وهذا ما يسمح لها بإجراء عمليات حسابية تتجاوز قدرة الحواسيب التقليدية.
إلا أن هذه الحالات هشة، إذ يمكن أن تؤدي تقلبات درجات الحرارة والمجالات الكهرومغناطيسية والاهتزازات إلى عودة الكيوبتات إلى سلوكها التقليدي، أو ما يُعرف بفقدان الترابط Quantum.
يؤدي فقدان الترابط الكمومي إلى أخطاء حسابية، لذا يُعدّ تصحيح الأخطاء التحدي الرئيسي في Quantum Computing .
تكمن المشكلة في أن عملية تصحيح الأخطاء نفسها تتضمن عددًا كبيرًا من الكيوبتات التي تُجري العديد من العمليات، مما يزيد من فرص حدوث الأخطاء.
قال Aaronson : "طالما أن معدل الخطأ لديك مرتفع للغاية، فإن جميع محاولاتك لتصحيح الأخطاء ستزيد الأمور سوءًا".
لكن في أواخر عام 2024، عكس باحثون في Google هذا الاتجاه. فقد أثبتت شريحة Willow الخاصة بهم، وهي معالج Quantum فائق التوصيل مكون من 105 كيوبت، أنه مع توفر تقنيات تصحيح الأخطاء المناسبة، تصبح أجهزة الكمبيوتر Quantum أكثر دقة، وليس أقل دقة، مع زيادة عدد الكيوبتات.
والأهم من ذلك، أن النظام تجاوز عتبة حرجة، وفقًا لدراسة نُشرت في مجلة Nature ، حيث كان يُصحح الأخطاء أسرع من ظهور أخطاء جديدة، مما مهد الطريق لما يُعرف بالحوسبة Quantum المقاومة للأخطاء.
وصرح Aaronson لمجلة Discover: "عند هذه النقطة، يُفترض أن يكون بالإمكان تثبيت الكيوبت إلى أجل غير مسمى".
في الآونة الأخيرة، بدأت منصات أجهزة أخرى تُظهر نتائج واعدة. فقد طورت شركة "كوانتينووم" (Quantinuum) التي تتخذ من Colorado مقرًا لها، أجهزة الأيونات المحصورة، والتي تستخدم ذرات مشحونة كهربائيًا معلقة في مجالات كهرومغناطيسية كوحدات بت Quantum (كيوبتات)، وذلك وفقًا لورقة بحثية نُشرت عام 2025 على موقع arXiv .
تُعد هذه الأنظمة أبطأ بكثير من الرقائق فائقة التوصيل مثل رقائق Google، لكنها تتميز بدقة أعلى بكثير.
وفي الوقت نفسه، أضاف Aaronson أن شركة "كويرا" (QuEra) التي تتخذ من بوسطن مقرًا لها، حققت نتائج مذهلة مماثلة من خلال نهجها القائم على الذرات المتعادلة، والذي يستخدم أشعة الليزر لحصر ومعالجة مصفوفات من الذرات كوحدات بت Quantum .
تتحسن استراتيجيات الأجهزة المتنوعة هذه جميعها بالتوازي، مما يزيد من احتمالات أن يحقق واحد منها على الأقل حوسبة Quantum واسعة النطاق ومقاومة للأخطاء.
قال Aaronson لمجلة Discover من المثير للدهشة بالنسبة لي أن لا تزال هناك هذه البنى المختلفة للغاية ذات نقاط قوة وضعف متكاملة.
لا نعرف حتى الآن أي منها سيكون الأفضل أو الأقل تكلفة للتوسع."
2. التفوق على الحواسيب التقليدية
الهدف النهائيQuantum Computing ، بطبيعة الحال، هو حلّ مشاكل تتجاوز قدرة الحواسيب التقليدية.
دادّعت Google أنها حققت ذلك لأول مرة عام ٢٠١٩، لكن المهمة لم يكن لها تطبيق عملي، وأظهرت الأبحاث اللاحقة أنه يمكن، في الواقع، إنجازها بواسطة حاسوب تقليدي.
ومنذ ذلك الحين، ادّعت فرق بحثية مختلفة ما يُسمى بـ"التفوق Quantum" أو "السيادة Quantum"، وعادةً ما تُقابل هذه الادعاءات بالتشكيك.
فرغم روعة هذه الحسابات، كيف لنا أن نضمن عدم تمكن أحدٍ من إيجاد طريقةٍ أخرى لتكرارها بالطرق التقليدية؟
ومع ذلك، يشير Aaronson إلى عرض حديث للميزة Quantum التي، في رأيه، تقدم تطبيقات واقعية لا يمكن الحصول عليها بسهولة بدون الحوسبة Quantum.
وأضاف: "على أقل تقدير، عليك أن تعمل بجد للحصول على نتائج مماثلة بالطريقة التقليدية".
في نوفمبر 2025، نشرت شركة Quantinuum على موقع arXiv أنها استخدمت أجهزة الأيونات المحصورة لمحاكاة نموذج Fermi -Hubbard ، وهو نموذج أساسي في الفيزياء. تضمنت المحاكاة أرقامًا يكاد يكون من المستحيل حسابها بالطرق التقليدية في إطار زمني معقول، ولكنها قد تساعد العلماء على تطوير مواد متقدمة مثل الموصلات الفائقة في درجة حرارة الغرفة - "ربما يكون هذا هو التحدي الأكبر في فيزياء المادة المكثفة"، كما وصفه فريق من الباحثين.
قال Aaronson لمجلة Discover: "إننا نحصل بالفعل على مرشحين معقولين للتفوق الكمي القابل للتحقق والذي يمكننا القيام به على الأجهزة الحالية.
ومع تطوير الأجهزة، سيتمكنون من إجراء المزيد والمزيد من عمليات المحاكاة المثيرة للاهتمام."
3. تصحيح الأخطاء بكفاءة
تقتصر الحواسيب Quantum الحالية، في أقصى تقدير، على آلاف الكيوبتات. وقدّر الباحثون منذ فترة طويلة أن الأجهزة التي تُصحّح الأخطاء بالكامل ستتطلب ملايين الكيوبتات، وهو رقم هائل من شأنه أن يؤجل التفوق Quantum الكامل إلى وقت بعيد. ولكن استنادًا إلى ورقة بحثية نُشرت الشهر الماضي، والتي وصفها آرونسون بأنها "مفاجأة مدوية"، تبيّن أن تلك التقديرات كانت مبالغًا فيها للغاية.
أوضحت الورقة البحثية الجديدة المنشورة على موقع arXiv ، والتي قادها باحثون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وشركة Oratomic الناشئة التي تتخذ من كاليفورنيا مقراً لها، مخططاً للحوسبة Quantum المقاومة للأخطاء، والذي يمكن أن يقلل عدد الكيوبتات المطلوبة بمقدار يصل إلى رتبتين مقارنة بالتقديرات السابقة، ليصل إلى 10000 فقط. وهذا من شأنه أن يسرع بشكل كبير الجدول الزمني للوصول إلى الجدوى التجارية.
بمعنى آخر، قد يكون التفوق Quantum أقرب مما كان يُعتقد سابقاً. لكن هذا الاحتمال ينطوي على مخاطر محتملة.
وفي الأسابيع الأخيرة، وصف باحثون في Google تطبيقًا أكثر كفاءة لخوارزمية شور - وهي إجراء Quantum شهير لتحليل الأعداد الكبيرة إلى عواملها الأولية - يتطلب عددًا أقل بكثير من الكيوبتات لكسر تشفير المنحنى algorithm ، وهو نظام تشفير واسع الانتشار. ولتجنب تزويد المهاجمين المحتملين بدليل استخدام، نشر الفريق نتائجه في شكل "برهان المعرفة الصفرية"، مُثبتًا جدوى هذا النهج دون الكشف عن التفاصيل.
إن التداعيات مثيرة للقلق بالنسبة للمنصات التي تستخدم هذا النوع من التشفير بالمفتاح العام، بما في ذلك توقيعات البيتكوين.
قال Aaronson لموقع Discover: "عندما نجمع بين ما توصلت إليه Google وما توصل إليه معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، [...] قد يكون البيتكوين عرضةً للاختراق بواسطة حاسوب Quantum يحتوي على حوالي 25,000 أو 30,000 كيوبت فقط.
قبل عام، كان أفضل تقدير هو الملايين". وأضاف أن نتائج Google تُشكل حافزًا قويًا للترقية إلى تشفير مقاوم للحوسبة Quantum.
لا يعني أيٌّ من هذه الإنجازات أن الحوسبة Quantum ستُغيّر العالم غدًا، سواءً للأفضل أو للأسوأ.
فما زالت معدلات الخطأ مرتفعة، ويجب زيادة سعة المعالجات، والعديد من التطبيقات المقترحة لا تزال في طور التكهنات.
ولكن مجتمعةً، تُشير هذه الإنجازات إلى تحوّلٍ ما. فبعد عقودٍ من الترقب، أضاف Aaronson ، بدأت الحواسيب Quantum تعمل "كما تنبأت النظرية قبل ثلاثين عامًا".
