الوعد الغامض للمستقبل الكمومي

افتح ملخص المحرر مجانًا

رولا خلف، محررة الفايننشال تايمز، تختار قصصها المفضلة في هذه النشرة الأسبوعية.

لقد تميز تاريخ الحوسبة الكمومية بسلسلة من الإنجازات في حدود المواد وعلوم الكمبيوتر. إن تطبيق مبادئ ميكانيكا الكم لبناء أجهزة كمبيوتر قادرة على تحقيق قفزات لا يمكن تصورها في الأداء مقارنة بآلات اليوم قد شغلت العلماء لأكثر من 40 عامًا. ومع كل ذلك، ظلت أجهزة الكمبيوتر الكمومية العملية بعيدة المنال إلى حد مثير. تشير الأخبار التي تم التوصل إليها هذا الأسبوع إلى أن خط النهاية قد يظهر أخيرًا في الأفق، مما قد يفتح الطريق أمام الآلات العملية الأولى في مطلع العقد الحالي.

كشفت جوجل أنها تمكنت من التغلب على عدم الاستقرار المتأصل في النظام الكمي لأول مرة، ونجحت في معالجة عدم الترابط، أو “الضوضاء”، التي عادة ما تطغى على الآلات أثناء قيامها بإجراء حسابات أكبر. مثل أول تفاعل نووي متسلسل تم التحكم فيه في جامعة شيكاغو في عام 1942، كان ذلك أول دليل ملموس على شيء تم التنبؤ به منذ فترة طويلة من الناحية النظرية، ولحظة بداية لهذه الصناعة.

ومع ذلك، حتى عندما بدأ عصر الحوسبة الكمومية يلوح في الأفق، لا يزال من الصعب التنبؤ بالضبط متى سيتم الشعور بآثاره أو مدى تأثيرها. زعمت شركة جوجل قبل خمس سنوات أنها حققت “التفوق الكمي” – وهي النقطة التي يستطيع عندها الكمبيوتر الكمي حل مشكلة قد تكون مستحيلة بالنسبة للآلة الكلاسيكية. لكن تقنيات البرمجة الجديدة أظهرت أن أجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم يمكن أن تظل قادرة على المنافسة لفترة أطول من المتوقع. وحتى بعد بزوغ فجر العصر الكمي أخيرًا، ستظل معظم عمليات الحوسبة تتم على آلات قائمة على السيليكون، مع انتقال المهام المتخصصة الأكثر تعقيدًا فقط إلى الأنظمة الكمومية.

ليس من الواضح بعد مدى اتساع نطاق المشكلات التي ستكون عرضة للمعالجة بواسطة هذا الشكل الجديد من الحوسبة. من المتوقع أن تكون الآلات الكمومية، المبنية على السلوكيات الغريبة للجسيمات الصغيرة، مفيدة بشكل خاص لمحاكاة العمليات دون الذرية الخاصة بالطبيعة، مما يفتح الطريق أمام تحقيق اختراقات في مجالات مثل علم المواد واكتشاف الأدوية.

ومن المتوقع أيضًا أن يتمكنوا بسرعة من حل طرق التشفير الأكثر استخدامًا اليوم – مما يضيف إلحاحًا إلى ما يجب أن يكون جهدًا عالميًا لتنفيذ أشكال جديدة من التشفير.

ومع ذلك، بالنسبة لأشياء أخرى كثيرة، من الصعب التنبؤ بحجم القفزة في الأداء التي ستحققها الخوارزميات الكمومية التي تم تطويرها حتى الآن. لا تزال درجة “التسريع الكمي” التي يمكن رؤيتها في أشياء مثل حل مشكلات التحسين المعقدة أو تسريع التعلم الآلي، خاصة في السنوات الأولى، موضع نقاش.

قد يؤدي التقدم في الذكاء الاصطناعي أيضًا إلى تقليل تأثير أجهزة الكمبيوتر الكمومية. يقول ديميس هاسابيس، الحائز على جائزة نوبل ورئيس شركة جوجل ديب مايند، إنه قد يكون من الممكن قريبًا استخدام الذكاء الاصطناعي على آلة كلاسيكية لنمذجة الأنظمة المعقدة في الطبيعة، مما يقلل الحاجة إلى كمبيوتر كمي – وهو موقف يعارضه العديد من خبراء الكم.

ومع ذلك، فإن التقدم الذي كشفت عنه جوجل هذا الأسبوع يمثل لحظة مهمة في السعي الطويل نحو شكل جديد جذري من الحوسبة. وحتى لو كانت الثمار الأولى للعصر الكمي تقتصر على مجالات ضيقة نسبيا، فإنها يمكن أن تغير العالم.

وبحلول عام 2030، تأمل جوجل أن تكون قادرة على بناء حاسوب كمي واسع النطاق بتكلفة مليار دولار. ويقول المسؤولون التنفيذيون في الشركة إنه حتى عشرة أضعاف هذا المبلغ سيكون ثمنًا زهيدًا مقابل آلة قد تساعد في علاج السرطان.

لقد ألهمت مثل هذه الآمال النبيلة الباحثين لعقود من الزمن، وشجعت بعض أغنى شركات التكنولوجيا في العالم على القيام بمراهنات كبيرة ومكلفة على الحوسبة الكمومية. وقد لا يمر وقت طويل قبل أن يتم أخيرا وضع توقعاتهم المتبجحة على المحك.