إن ابتكار أدوية صيدلانية ثورية، واختبار مواد جديدة للسيارات، ومحاكاة كيفية تأثير سيناريوهات السوق على البنوك ــ هذه ليست سوى بعض المهام التي قد يستغرق تطويرها شهوراً أو سنوات، حتى باستخدام أجهزة الكمبيوتر الأكثر تقدماً.
ولكن ماذا لو كان من الممكن تقليص هذا الإطار الزمني إلى دقائق أو ساعات؟
هذا هو الوعد الذي تحمله Quantum، وهو مجال تمت دراسته لعقود من الزمن وحظي باهتمام متزايد - واستثمارات من شركات التكنولوجيا العملاقة والشركات الناشئة على حد سواء.
كشفت شركة IBMعن معالجها التجريبي الجديد "لون" وشريحة Nighthawk Quantum، القادرة على إجراء عمليات حسابية أكثر تعقيدًا من سابقتها. وقد شهد العامان الماضيان إعلانات متعلقة بالكم من GoogleوMicrosoft وشركات تقنية أخرى.
وفقاً لشركة McKinsey وشركاه، من المحتمل أن تؤدي Quantum إلى زيادة في القيمة السوقية قدرها 1.3 تريليون دولار أمريكي في بعض القطاعات بحلول عام 2035، وذلك لسبب وجيه. يعتقد الخبراء أن Quantum قد تُحدث اختراقات في مجالات مثل التشفير والتمويل والعلوم والنقل، تقول شركة IBM إن هذه التقنية قادرة على حل بعض المشكلات في دقائق أو ساعات، بينما تستغرق أجهزة الكمبيوتر غير القياسية آلاف السنين عادةً لحلها.
لكن الطريق لا يزال طويلاً. فإحراز تقدم كبير في Quantum لا يقتصر على تحديث الحواسيب الحالية، بل هو نهج quantum منفصل تمامًا يعتمد على مبادئ فيزياء الكم.
قال Sridhar Tayur: "الطائرة المقاتلة ليست أسرع من فيراري لمجرد امتلاكها أجنحة. و quantum ليست مجرد حاسوب كلاسيكي أسرع، بل إنها تعمل وفق مبدأ مختلف".
ما الذي يجعل أجهزة الكمبيوتر الكمومية مختلفة؟
تخزن الحواسيب المعلومات وتعالجها باستخدام لغة مكونة من الأصفار والوحدات، والمعروفة أيضًا باسم " bits". أما الحوسبة الكمومية فتستخدم " quantum bits"، والمعروفة أيضًا باسم " qubits". فبدلًا من أن تكون إما صفرًا أو واحدًا، يمكن qubits أن تتصرف كصفر أو واحد في آنٍ واحد، وتوجد في حالات بين الصفر والواحد، مما يسمح لها بمعالجة المعلومات بسرعة أكبر بكثير.
تخيل الأمر كعملة معدنية تُقلب، كما أوضحت Anna Stewart ، تكون bits هي العملة عندما تستقر على وجهها أو وجهها الخلفي، بينما تكون qubits هي العملة عندما تدور بين الوجهين، أو كما لو كانت العملة المعدنية قادرة على تمثيل الوجهين في الوقت نفسه.
لكن لا تتوقع أن تحل quantumمحل حاسوبك المحمول أو هاتفك الذكي. بل إن هذه الأنواع من الحواسيب مثالية لحل المشكلات الكبرى المتعلقة بالكيمياء والرياضيات، مما يجعلها قادرة على إحداث نقلة نوعية في مجالات مثل الصحة، والدراسات البيئية، والتمويل، وعلوم المواد، والتشفير.
على سبيل المثال، تتعاون مجموعة BMW وشركة Airbus مع شركة Quantinuum الناشئة في مجال quantum لبحث كيفية استخدام هذه التقنية في تطوير خلايا الوقود. في الوقت نفسه، تتعاون مختبرات Accenture وشركة Biogen للتكنولوجيا الحيوية وشركة 1QBit للحوسبة الكمومية في أبحاث تتعلق باكتشاف الأدوية. وذكرت Accenture على موقعها الإلكتروني أن quantum قادرة على مقارنة جزيئات أكبر بكثير من تلك التي تستطيع الحواسيب التقليدية حسابها.
السباق نحو اختراق quantum
لكن الصناعة تواجه تحدياتٍ جمة قبل أن تتمكن quantum من حل المعضلات الحديثة. على سبيل المثال، تُعتبر bits الكمومية هشةً للغاية، مما يجعلها شديدة التأثر بالعوامل الخارجية، مثل تغيرات درجة الحرارة أو الضوء.
يحاول معالج Loon التجريبي الجديد من IBM تجاوز هذه العقبة بإثبات وجود المكونات اللازمة لبناء حاسوب كمي متحمل للأخطاء على نطاق واسع، قادر على العمل بكفاءة حتى في ظل وجود أخطاء. تُعد هذه خطوة مهمة لأن الأخطاء حتمية نظرًا لحساسية الكيوبتات للتداخل.
قال جاي غامبيتا، مدير الأبحاث في شركة آي بي إم: "إذا هززتُ طاولةً فحسب، فسأُعطل حواسيبنا الكمومية. إذا تسلل إليها شعاعٌ ضئيلٌ من الضوء، فقد يُلحق بها ضررًا".
لا يزال هناك بعض الطرق للذهاب
لا تزال هيئة المحلفين في حيرة بشأن متى ستتمكن الحوسبة الكمومية من تحقيق إمكاناتها الكاملة.
تعتقد ناتاراجان أننا ما زلنا على بُعد عقد أو عقدين من الزمن. وذكر 72% من المديرين التنفيذيين والمستثمرين والأكاديميين الذين تحدثت إليهم يرون أن الحاسوب الكمي المقاوم للأخطاء قد يصل بحلول عام 2035. وتتوقع آي بي إم الوصول إلى الحوسبة الكمومية المقاومة للأخطاء بنهاية العقد.
ولكن عندما يحدث ذلك، فإن الفوائد قد تكون هائلة.
في الوقت الحالي، وبشكلٍ ما... نحاول إجراء جراحة دماغية باستخدام ملعقة وشوكة. ولكن من الناحية المثالية، لإجراء جراحة دماغية، ستحتاج إلى أدوات أكثر دقةً بكثير،" قال تايور من جامعة كارنيجي ميلون. "وهذه الأدوات الأكثر دقةً هي أحد وعود quantum."
