زوي كلاينمانمحرر التكنولوجيا
بي بي سيهناك قول مأثور بين صحفيي التكنولوجيا مثلي – يمكنك إما أن تشرح الكم بدقة، أو بطريقة يفهمها الناس، ولكن لا يمكنك القيام بالأمرين معًا.
ذلك لأن ميكانيكا الكم – وهي فرع غريب ونظري جزئيًا من الفيزياء – هي مفهوم يصعب فهمه إلى حد كبير.
أنها تنطوي على جزيئات صغيرة تتصرف بطرق غريبة. وقد فتح هذا النشاط الغريب إمكانات عالم جديد تمامًا من القوة العلمية العظمى.
من المحتمل أن يكون تعقيدها المذهل أحد العوامل التي جعلت الكم في نهاية المطاف أقل شهرة من نجم التكنولوجيا الحالي – الذكاء الاصطناعي (AI).
هذا على الرغم من التدفق المستمر للإعلانات الكمية الكبيرة الأخيرة من عمالقة التكنولوجيا مثل Microsoft وGoogle وغيرهم.
بشكل عام، نميل إلى التفكير في الكم بشكل أكثر شيوعًا في شكل أجهزة مثل أجهزة الاستشعار وأجهزة الكمبيوتر، في حين أن الذكاء الاصطناعي يعتمد بشكل أكبر على البرامج – فهو يتطلب أجهزة لتشغيله.
إذا جمعناها معًا، فقد يكون لدينا يومًا ما شكلاً جديدًا من التكنولوجيا أقوى من أي شيء ابتكرناه على الإطلاق… على الرغم من أن كلمة “ربما” لها تأثير كبير في هذا التنبؤ تحديدًا، كما يحذر بريان هوبكنز، نائب الرئيس والمحلل الرئيسي للتكنولوجيا الناشئة في شركة الأبحاث Forresters.
ويقول: “إن الإمكانات موجودة، لكن هيئة المحلفين لم تحسم بعد”.
“تشير التجارب الأولية إلى نتائج واعدة، لكنها تشير جميعها إلى أننا بحاجة إلى أجهزة كمبيوتر كمومية أكثر قوة ومزيد من الأبحاث المبتكرة لتطبيق التأثيرات الكمية على الذكاء الاصطناعي بشكل فعال.”
من حيث قيمتها، كلاهما مربح. يمكن أن تصل قيمة القطاع الكمي إلى 97 مليار دولار (74 مليار جنيه استرليني) بحلول عام 2025، وفقا لمجموعة أبحاث السوق ماكينزي.
وفي الوقت نفسه، من المتوقع أن تبلغ قيمة الذكاء الاصطناعي تريليونات. لكن كلاهما يعيش في ظل الضجيج وانفجار الفقاعات.
قال هوبكنز مازحا: “كنت أعتقد أن الحوسبة الكمومية كانت التكنولوجيا الأكثر شهرة حتى ظهور جنون الذكاء الاصطناعي”.
في منتصف أكتوبر، حذر المحللون من أن بعض الأسهم الكمومية الرئيسية قد تنخفض بنسبة تصل إلى 62%، في حين أن الغمغمة حول فقاعة الذكاء الاصطناعي تتزايد بشكل متزايد.
هناك شيء مشترك بين الكم والذكاء الاصطناعي وهو الأخطاء. في حين أننا أصبحنا على دراية كبيرة الآن بـ “الهلوسة” الخاصة بأدوات الذكاء الاصطناعي التوليدية، فإن الكم يعاني من نوع مختلف من الأخطاء.
يحدث ذلك لأن الحالة التي يجب أن تعمل فيها الجزيئات هشة للغاية. إن أدنى تغيير في البيئة، بما في ذلك الضوء والضوضاء، يمكن أن يعطلها.
من الصعب الحفاظ على مثل هذه البيئة. اقترح إيلون ماسك هذا الأسبوع على برنامج X أن الحوسبة الكمومية ستعمل بشكل أفضل على “حفر القمر المظللة بشكل دائم”.
لا تبدو أجهزة الكمبيوتر الكمومية مثل الأجهزة التقليدية. لا يوجد تصميم مخطط، لكنها كبيرة جدًا حاليًا.
وهي موجودة في المختبرات، ويبدو أن الشكل الأكثر شيوعًا يتضمن نوعًا من الأشكال المستوحاة من قناديل البحر.
أنها تتطلب درجات حرارة شديدة البرودة والليزر. إنه ليس من النوع الذي من المحتمل أن يكون لديك في منزلك، ناهيك عن أن يكون في جيبك.
كما أنها لامعة بعض الشيء، فقد وجد الباحثون أن استخدام الماس الاصطناعي لإنشاء الكيوبتات، وهي اللبنات الأساسية لأجهزة الكمبيوتر الكمومية، يمكّنها من العمل بالقرب من درجة حرارة الغرفة.
تمتلك شركة المجوهرات الفاخرة De Beers شركة فرعية تدعى Element Six، والتي تدعي أنها أطلقت أول ألماسة كمومية للأغراض العامة في العالم في عام 2020. وقد عملت مع Amazon Web Services على تحسين الماس الاصطناعي للشبكات المستقبلية للآلات الكمومية.
وكالة فرانس برس عبر غيتي إيماجزجميع هذه الآلات في مهدها الآن، ويُعتقد أن هناك حوالي 200 منها في العالم كله (لكن الصين لم تكشف عن عددها) – وهذا لا يمنع خبراء الكم من تقديم ادعاءات جريئة حول إمكاناتها.
قال رجيب هزرة، رئيس شركة كوانتينوم، التي بلغت قيمتها مؤخرا 10 مليارات دولار: “نحن كمستهلكين سوف نلمس تأثيرات الحوسبة الكمومية في كل مناحي حياتنا تقريبا”. وكان يتحدث إلى برنامج Tech Life على قناة بي بي سي.
“إن مجال الحوسبة الكمومية، في رأيي، عندما تنظر إلى التطبيقات، كبير جدًا إن لم يكن أكبر من الذكاء الاصطناعي.”
يعد البروفيسور السير بيتر نايت أحد أفضل خبراء الكم في المملكة المتحدة. وقال للدكتور جيم الخليلي في برنامج The Life Scientific على راديو بي بي سي 4: “الأشياء التي يمكن أن تستغرق عمر الكون لحسابها، حتى على أقوى كمبيوتر عملاق، ربما يمكن إجراؤها في ثوانٍ”.
فما هي بالضبط هذه الأشياء العملاقة التي تغير الحياة والتي قد تفعلها الآلات عندما تصبح جاهزة؟
كما هو الحال مع الذكاء الاصطناعي، هناك الكثير من الأبحاث الكمية الموجهة نحو تحسين الرعاية الصحية.
يمكن أن تصبح أجهزة الكمبيوتر الكمومية ذات يوم قادرة على تحريك مجموعات لا نهاية لها من الجزيئات دون عناء للتوصل إلى أدوية وأدوية جديدة – وهي عملية تستغرق حاليًا سنوات وسنوات باستخدام أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.
لإعطائك فكرة عن هذا النطاق – في ديسمبر 2024، كشفت جوجل النقاب عن شريحة كمومية جديدة تسمى Willow، والتي زعمت أنها قد تستغرق خمس دقائق لحل مشكلة قد تستغرق أسرع أجهزة الكمبيوتر الفائقة في العالم حاليًا 10 سيبتيليون سنة – أو 10,000,000,000,000,000,000,000,000 سنة – لإكمالها.
يقول هازرا إن هذا يمكن أن يمهد الطريق للأدوية الشخصية، حيث بدلاً من الحصول على وصفة طبية قياسية، تحصل على دواء محدد مصمم خصيصًا لجسمك الفردي، والذي من المرجح أن يناسبك.
وينطبق ذلك على العمليات الكيميائية الأوسع أيضًا، مثل الطرق الجديدة لإنتاج الأسمدة بشكل أكثر كفاءة، وهو ما قد يمثل دفعة كبيرة للمزارعين العالميين.
أجهزة الاستشعار الكمومية، التي تستخدم مبادئ ميكانيكا الكم لقياس الأشياء بدقة لا تصدق، موجودة بالفعل وموجودة في الساعات الذرية.
وفي عام 2019، وضعها العلماء في جامعة نوتنغهام في نموذج أولي لجهاز بحجم خوذة الدراجة، واستخدموها في نظام جديد لإجراء فحوصات دماغية غير تدخلية على الأطفال الذين يعانون من حالات مثل الصرع.
وقال الباحث ريان هيل في ذلك الوقت: “يتم وضع أسس الإدراك البشري في العقود الأولى من الحياة، ولكن كانت هناك دائما طرق محدودة لدراستها بسبب القيود المفروضة على تكنولوجيا مسح الدماغ”.
“كانت المشكلة الخاصة دائمًا هي الحركة وحقيقة أن الماسحات الضوئية التقليدية الكبيرة تتطلب دائمًا من المرضى البقاء ثابتين تمامًا.
“لا يقتصر الأمر على فشل هذا في إعطاء صورة دقيقة عن عمل الدماغ في بيئة طبيعية، ولكنه يضع أيضًا قيودًا صارمة على من يمكن فحصه، حيث يمثل الأطفال التحدي الأكبر.”
وكالة فرانس برس عبر غيتي إيماجزفي العام الماضي، قام العلماء في جامعة إمبريال كوليدج في لندن بتجربة بديل لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للملاحة عبر الأقمار الصناعية، أطلق عليه اسم “البوصلة الكمومية”، على شبكة مترو الأنفاق في المدينة.
لا يعمل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) تحت الأرض ولكنه يعمل – والفكرة هي أنه يمكنه تتبع وتحديد الأشياء بدقة أكبر في أي مكان في العالم، سواء فوق الأرض أو تحتها، على عكس إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التي يمكن حظرها والتشويش عليها والتأثر بالطقس.
يقول الدكتور مايكل كوثبرت، مدير المركز الوطني للحوسبة الكمومية في المملكة المتحدة: “يعتمد اقتصاد المملكة المتحدة على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) بما يصل إلى مليار جنيه إسترليني في اليوم، والموقع والملاحة والتوقيت – وهذا غالبًا ما يوصف بأنه متطلب دفاعي – ولكن جميع معاملاتنا المالية تتطلب طابعًا زمنيًا للمصادقة”.
“إن استخدام الساعات الكمومية والجيروسكوبات وأجهزة قياس المغناطيسية يمكّننا من خلق مرونة ضد التشويش وانتحال أنظمتنا الملاحية الحيوية.”
تستثمر الشبكة الوطنية في الأبحاث الكمومية لمعرفة ما إذا كان يمكن أن تساعد في ما يعرف باسم “فصل الأحمال” – كيفية تعظيم إنتاج آلاف المولدات من مصادر الطاقة المختلفة مع ارتفاع الطلب وانخفاضه في الوقت الفعلي، مما يمنع انقطاع التيار الكهربائي.
ودخلت شركة إيرباص في شراكة مع شركة الكم البريطانية IonQ لتجربة الخوارزميات الكمومية المصممة لتحميل البضائع بشكل أكثر كفاءة على الطائرات. يمكن للطائرة أن تستخدم آلاف الكيلوغرامات من الوقود الإضافي إذا تغير مركز ثقلها بمقدار بسيط فقط.
وكالة فرانس برس عبر غيتي إيماجزحتى الآن، الأمور جيدة جدًا، ولكننا نحتاج أيضًا إلى التحدث عن الأسرار.
من المقبول على نطاق واسع أن الأشكال الحالية من التشفير ــ الطريقة التي نخزن بها البيانات الشخصية والأسرار الرسمية ــ سوف تتعطل ذات يوم بفضل التكنولوجيا الكمومية القادرة على معالجة كل مجموعة ممكنة في وقت قياسي، حتى تصبح البيانات غير مشفرة.
من المعروف أن الدول تقوم بالفعل بسرقة البيانات المشفرة من بعضها البعض بهدف التمكن من فك تشفيرها يومًا ما.
يقول البروفيسور آلان وودوارد، خبير الأمن السيبراني من جامعة ساري: “إنه يسمى الحصاد الآن، وفك التشفير لاحقًا”.
ويضيف: “إن النظرية الخاصة بكيفية كسر الأشكال الحالية من تشفير المفتاح العام تنتظر حاسوبًا كميًا فعالاً حقًا”.
“التهديد مرتفع للغاية لدرجة أنه من المفترض أن الجميع بحاجة إلى تقديم تشفير مقاوم للكم الآن.”
يُشار أحيانًا إلى لحظة وجود مثل هذا الكمبيوتر باسم Q-day. وتختلف تقديرات الموعد المحتمل لوصولها، لكن برايان هوبكنز من شركة Forrester يقول إنه قد يكون قريبًا – حوالي عام 2030.
لقد طرحت شركات مثل أبل ومنصة المراسلة الآمنة Signal بالفعل ما تعتقد أنها مفاتيح تشفير ما بعد الكم، ولكن لا يمكن تطبيقها بأثر رجعي على البيانات الحالية المشفرة بالطريقة التقليدية.
وهذه مشكلة بالفعل. في أكتوبر/تشرين الأول، قال دانييل شيو، الرئيس السابق لتصميم التشفير في GCHQ، وكالة الاستخبارات والأمن والإنترنت في المملكة المتحدة، لصحيفة صنداي تايمز إنه “من المعقول أن يكون جميع مواطني المملكة المتحدة تقريبًا قد تعرضوا للاختراق” في الهجمات السيبرانية التي ترعاها الدولة والتي نفذتها الصين – مع تخزين تلك البيانات لوقت يمكن فيه فك تشفيرها ودراستها.
