مركز الدراسات الاستراتيجية والدولية: تطبيقات واستخدامات تكنولوجيا الكم
يُسلط التقرير الصادر عن "مركز الدراسات الاستراتيجية والدولية" (Center for Strategic & International Studies, CSIS) على تكنولوجيا الكم المعنية بدراسة المادة والطاقة على المستوى الأساسي، والتي تعد مجال ناشئ في الفيزياء والهندسة، يعتمد على مبادئ علوم فيزياء الكم. وتعد الحوسبة الكمية، وأجهزة الاستشعار الكمية، والاتصالات من أمثلة على تقنيات الكم.
ويوضح التقرير أنه على الرغم من استمرار دراسة الظواهر الكمية لعقود من الزمان، لم تظهر التقنيات المهمة القائمة على تلك الظواهر إلا مؤخرًا نسبيًا، لا سيما وأن بعض هذه التقنيات توفر مزايا كبيرة للأعمال والأمن القومي، بينما يستطيع البعض الآخر من هذه الخصائص إحداث مخاطر جديدة تتعلق بالتشفير والتخفي، الأمر الذي يجعل تكنولوجيا الكم موضوعًا مهمًا لصياغة السياسات ومجالًا مهمًا للتعاون بين الدول وحلفائها.
في هذا الإطار، يُشير التقرير إلى أنه يتم إجراء أبحاث الكم من قبل الجامعات والمختبرات الحكومية والشركات في أكثر من اثني عشر دولة حول العالم، وتشمل هذه الأبحاث البنية التحتية للبحث والخدمات وأجهزة الكمبيوتر الكمية والرقائق المتخصصة التي تستخدمها، وأنواع جديدة من أجهزة الاستشعار، وأجهزة الاتصالات الكمية، والبرامج الفريدة، نظرًا لأن البرامج اللازمة للحوسبة الكمية مختلفة تمامًا عن برامج الحوسبة التقليدية.
وبحسب التقرير، فإن تكنولوجيا الكم أكثر من مجرد حوسبة، ولها تطبيقات متعددة ترتبط بالاستشعار والتشفير والاتصالات، كما يتزايد عدد الشركات التي تقدم تقنيات وخدمات كمومية بسرعة، ومن المقرر لبعض هذه التطبيقات الدخول في طبيعة عمل أجهزة الاستشعار، والتي تستخدم على نطاق واسع قبل استخدام أجهزة الكمبيوتر الكمية -تكمن فكرة الحوسبة الكمية في تشغيل الحواسيب وفق قوانين وأسس مبادئ ميكانيكا الكم وظواهره، وفي المستوى دون الذري، مثل حالة التراكب الكمي للقيام بمعالجة البيانات، كما أن بعض التطبيقات الكمية باتت أقرب إلى الاستخدام التجاري من غيرها لا سيما وأن الحوسبة الكمية باتت مستقبل العالم.
ويؤكد التقرير أن الحوسبة الكمية غالبًا ما تحظى بأكبر قدر من الاهتمام بين التطبيقات، حيثُ تستخدم الحوسبة الكمية فيزياء الكم لحل المشكلات بسرعات غير ممكنة مع أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، حيثُ تسمح هذه الخاصية للكمبيوتر الكمي بأداء العديد من العمليات في وقت واحد وبشكل متوازٍ، مما يسمح بإجراء عمليات حسابية أسرع بملايين المرات من تلك الموجودة في أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.
وبالتالي، يؤكد التقرير أن هذه الخصائص ستجعل الحوسبة الكمية أداة بحث جديدة استثنائية لجميع العلوم، كما ستعمل الحوسبة الكمية على تحسين تحليل البيانات وتسريع أداء خوارزميات التعلم الآلي للبحث والأعمال، وبينما تستثمر شركات الخدمات المالية في الحوسبة الكمية للحصول على مزايا أكبر في اتخاذ قرارات الاستثمار للمشتقات وحساب مخاطر السوق، تتضمن هذه الأنواع من الحوسبة تطبيقات أمان لديها القدرة على كسر التشفير الآمن، وإجراء عمليات محاكاة معقدة، والسماح بتحليل مجموعات البيانات الضخمة لتحسين اكتشاف التهديدات واتخاذ القرارات.
وبحسب التقرير، فقد أدت هذه الخصائص إلى نوع من المنافسة في السعي وراء التفوق الكمي، حيث يمكن للحاسوب الكمي إجراء حسابات لا يستطيع أي كمبيوتر تقليدي القيام بها، وعلى الرغم من أن هناك خلافات حول ما إذا كان قد تم تحقيق السيادة الكمية، لكنها لا تزال خطوة أولية مفيدة لتحديد الأداء.
وفي الختام، يشدد التقرير على أن الحوسبة الكمية تتطلب شرائح خاصة تختلف عن أشباه الموصلات التقليدية على الرغم من أن هناك أبحاثًا جارية للسماح بتصنيع الرقائق الكمية باستخدام التقنيات المتقدمة المستخدمة الآن للرقائق التقليدية القائمة على السيليكون، إلا أن هذه الرقائق الخاصة هي التي تجعل أجهزة الكمبيوتر الكمية أسرع وأكثر قدرة، وتعتبر الرقائق الكمية باهظة الثمن مقارنة بالشرائح التقليدية، وتتطلب مجموعة من معدات الدعم المتخصصة.
