محمد الرخا - دبي - الثلاثاء 9 أبريل 2024 10:06 مساءً - في محاولة لتسريع التطبيق العملي للحوسبة الكمومية من أجل الصالح المجتمعي، كشفت Google ومؤسسة XPrize عن مسابقة يبلغ مجموع جوائزها 5 ملايين دولار، تهدف إلى تعزيز تطوير حلول العالم الحقيقي التي تستفيد من الحوسبة الكمومية، وتحقيق التقدم نحو أهداف الأمم المتحدة للتنمية المستدامة.

 وبحسب تقرير نشره موقع techxplore، فإن الحوسبة الكمومية، المرتكزة على مبادئ فيزياء الكم، تحمل وعدًا بتنفيذ حسابات سريعة لمشاكل محددة تتحدى أجهزة الكمبيوتر التقليدية.

الميزة الكمية

تشير هذه المنافسة إلى جهد لتوسيع نطاق التطبيقات؛ إذ يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية أن تتفوق في الأداء على نظيراتها الكلاسيكية.

ويمثل السعي لتسخير تكنولوجيا الكم ثورة صناعية معاصرة، تنتقل من الأجهزة التي تستغل الفيزياء الكلاسيكية إلى تلك التي تستغل خصائص ميكانيكا الكم. وقد كرس العلماء عقودًا لإطلاق تقنيات جديدة من خلال استغلال هذه الخصائص الكمومية.

 ورغم الإمكانات التي يتم الترويج لها كثيرًا لتقنيات الكم لإحداث ثورة في الحياة اليومية، فإن الحاجة إلى البحث بنشاط عن تطبيقات عملية من خلال مبادرات محفزة مثل هذه المنافسة قد لا تقل أهمية.

 ويكمن أحد العوائق الكبيرة التي تعيق تقدم الحوسبة الكمومية في الحاجة إلى برمجيات - مدعومة بخوارزميات كمومية - لإظهار التفوق على الحوسبة الكلاسيكية، وهي ظاهرة يشار إليها عادة باسم "الميزة الكمية".

 وعلى عكس الحوسبة الكلاسيكية، التي تعتمد على البتات الثنائية التي تمثل المعلومات كواحد أو أصفار، فإن الحوسبة الكمومية تستفيد من الكيوبتات القادرة على الوجود في تراكب من كلتا الحالتين في وقت واحد.

 وتتيح هذه الخاصية الفريدة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية أداء عدد لا يحصى من المهام الحسابية في وقت واحد؛ ما يعد بمزايا حسابية كبيرة مقارنة بالأنظمة الكلاسيكية.

ورغم أن النظرية تشير إلى تفوق الحوسبة الكمومية في أداء مهام متعددة في وقت واحد، إلا أن ترجمة هذه الميزة النظرية إلى تطبيقات عملية أثبتت أنها صعبة.

 وقد أظهرت الخوارزميات الكمومية البارزة، مثل بروتوكول BB84 وخوارزمية شور، تفوقًا على الخوارزميات الكلاسيكية في مهام محددة.

 وفي حين أن هذه الخوارزميات أظهرت إمكانات الحوسبة الكمومية، فإن تطوير خوارزميات كمومية مفيدة مماثلة كان محدودًا.

 ومع ذلك، تستمر المساعي البحثية الجارية في استكشاف طرق مختلفة.

استثمارات كبيرة

 أحد الاتجاهات الواعدة ينطوي على الاستفادة من ميكانيكا الكم لمعالجة مهام التحسين واسعة النطاق ذات الأهمية في مجالات متنوعة، من إدارة حركة المرور إلى خوارزميات خدمات البث، إذ إن قدرة الحوسبة الكمومية على تسريع هذه العمليات يمكن أن تؤدي إلى توفير كبير في الطاقة وتقليل آثار الكربون المرتبطة بممارسات الحوسبة التقليدية.

 علاوة على ذلك، يحمل الحساب الكمي وعدًا بمحاكاة أنظمة ميكانيكا الكم، وتقديم نظرة ثاقبة للظواهر المعقدة، وتسهيل التقدم في مجالات مثل تصميم الأدوية والعلاج الطبي.

بالإضافة إلى ذلك، فإن الفهم الأعمق لميكانيكا الكم يمكن أن يمهد الطريق للأجهزة الإلكترونية المحسنة؛ ما يخفف من التأثيرات الكمومية التي تعيق أداء رقائق الكمبيوتر المتقلصة.

 وفي حين تم توجيه استثمارات كبيرة نحو تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية، كان هناك تركيز أقل نسبيا على ضمان فوائدها المجتمعية المباشرة.

ومع ذلك، فإن المنافسة الحالية تؤكد تحول النموذج نحو إدراك الآثار العملية للحوسبة الكمومية على المجتمع ككل.

 ولا يزال احتمال انتشار الحوسبة الكمومية في كل مكان داخل الأسر في العقدين المقبلين غير مؤكد. ومع ذلك، ومع الالتزام المالي الكبير بجعل الحساب الكمي حقيقة ملموسة، يبدو أن المجتمع مستعد للاستفادة من إمكاناته بطرق غير مسبوقة.

وتبقى المظاهر المحددة لهذه الإمكانية موضوعًا للاستكشاف، مع حافز مربح بقيمة 5 ملايين دولار يحث المبتكرين على رسم المسار للأمام.