تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية الخصائص الفريدة للذرات والفوتونات لحل المشكلات الحسابية بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر العادية، فمن ناحية سيمكن توفرها من تحقيق اختراقات في العديد من التخصصات من الطب إلى استكشاف الفضاء أو الذكاء الاصطناعي، ومن ناحية أخرى سيشكل انتشارها في كل مكان بالتأكيد تحديات للاقتصاد والأمن القومي، وهذا ما يسمى بالسباق الكمومي.
السباق الكمومي
تعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية والتواصل الكمومي من التقنيات الوليدة، فمن غير المحتمل أن يكون أي من هذا البحث ذا فائدة عملية لسنوات عديدة قادمة، لكن المخاطر الجيوسياسية للتكنولوجيا الكمومية كبيرة، حيث يمكن للشبكات الكمية الكاملة أن توفر قنوات اتصال غير قابلة للاختراق، ويمكن للحاسوب الكمومي القوي من الناحية النظرية كسر الكثير من التشفير المستخدم حاليًا لتأمين رسائل البريد الإلكتروني والمعاملات عبر الإنترنت.
وصلت التوترات بين الولايات المتحدة والصين حاليًا إلى أعلى مستوياتها منذ عقود، مع اشتباكات بين الدول حول التجارة وقضايا حقوق الإنسان والمخاوف بشأن التجسس وفيروس كورونا وتايوان، فبعد عرض الصين للقمر الصناعي ميسيوس في عام 2017 رد السياسيون الأمريكيون بدفع مئات الملايين من الدولارات إلى علم المعلومات الكمومية عبر مبادرة الكم الوطنية، فلقد كان شيئًا غريبًا من ديجا فو، وقبل حوالي 60 عامًا تم تحفيز الولايات المتحدة بالمثل لتمويل مبادرة أخرى في السماء، مثل استكشاف الفضاء؛ بسبب إثارة الخوف من قمر صناعي سوفيتي صغير اسمه سبوتنيك.
لكن هذا الكفاح من أجل الميزة الكمية لا يجب أن يكون مرآة مثالية لسباق الفضاء، فقد لاحظ العالم زويوي وانج مؤرخ العلوم في جامعة ولاية كاليفورنيا للفنون التطبيقية أن الصين والولايات المتحدة متشابكتان بشكل وثيق في العديد من المجالات، العلوم من بينها.
والتي يمكن أن تمنع منافسة عدائية جديدة في عالم الكم، حيث يسافر اليوم مئات الآلاف من الطلاب من الصين للدراسة في الولايات المتحدة ويتعاون العلماء في كلا البلدين عن كثب في أبحاث تتراوح من الزراعة إلى علم الحيوان، وعلى الرغم من التوترات الجيوسياسية المتصاعدة بين البلدين يقول العالم وانغ إنهما أكبر شركاء التعاون الدولي لبعضهما البعض.
سباق الحوسبة الكمومية
الحواسيب الكمومية الأولية تتغلب على الحواسيب العملاقة الكلاسيكية
تذهب المادة الشائعة إلى شيء من هذا القبيل، فبدلاً من البتات الكلاسيكية التي تكون 0 أو 1، يستخدم الكمبيوتر الكمومي الكيوبتات والتي تكون حالتها في مكان ما بين 0 و 1 قبل القياس، وهو ما يسمى بالتراكب الكمومي، وللعمل معًا داخل جهاز كمبيوتر يجب أيضًا أن تكون الكيوبتات متشابكة أو مرتبطة كميًا ببعضها البعض.
قد يكون من الأسهل التفكير في المهمة التي قام بها العلماء (Zuchongzhi) و (Sycamore)، حيث يقول آرونسون أن الأمر يكاد يكون محرجًا، فكل ما تفعله هو تسلسل عشوائي للعمليات الكمية، حيث تعمل هذه المجموعة الفوضوية من التعليمات على ربط جميع الكيوبتات في حالة واحدة كبيرة فوضوية، فقد وصف هذه الحالة أسهل للكيوبتات من البتات حيث يتطلب وصف اثنين من البتات الكمومية المتشابكة أربع بتات كلاسيكية، وهناك أربع نتائج محتملة، 00 أو 01 أو 10 أو 11.
يتدرج تعقيد الحالة بشكل كبير، لذا فإن ما يتطلب 50 كيوبت يتطلب 2 50، أو حوالي كوادريليون واحد لوصفه، حيث تخلق أجهزة الكمبيوتر الكمومية الضوئية حالة فوضوية متشابكة بشكل مشابه ولكن تعمل الفوتونات بدلاً من ذلك كوحدات كيوبت، وهذا هو السبب في أنه حتى كمبيوتر كمي صغير سعة 50 كيلوبت يمكنه التغلب على كمبيوتر عملاق كلاسيكي ضخم.
هل الصين متقدمة في الكم: لقد أثبتت الصين نفسها بالفعل كرائد عالمي في مجال اتصالات الأقمار الصناعية الكمومية الآمنة، علاوة على ذلك بفضل نموذجها الاقتصادي الأوتوقراطي يمكنها تجميع الموارد من المؤسسات والشركات والحكومة.
من يقود سباق الحوسبة الكمومية: يقودها أنظمة الموجة D، حيث أ، شركة (D-Wave) هي شركة أخرى للحوسبة الكمومية يجب مراقبتها في عام 2022، فكانت الشركة من أوائل الشركات التي قدمت وصولاً سحابيًا في الوقت الفعلي إلى موارد الحوسبة الكمية ولا تزال رائدة في هذا المجال.
إن السباق مستمر، ليس فقط المكافآت للعلماء والاقتصادات الوطنية التي تنتظر عند خط النهاية، كما تنتظر فرصة كبيرة لتحقيق ميزة عسكرية، فمن المحتمل أن يسمح الكمبيوتر الكمومي بكسر جميع الأصفار التي تعتبر آمنة حاليًا، حيث أن القدرة على كسر أمن التشفير ستهدد البنية التحتية لأي بلد، إذ يدرك العلماء هذا الأمر وقد عملوا لبعض الوقت على حلول التشفير التي ستضمن الاتصال الآمن في الحقائق الجديدة، ولتنفيذ ميزات الأمان هذه سيكون من الضروري بالطبع الوصول إلى جهاز كمبيوتر كمي.
