[ad_1]
لندن: من المحتمل تمامًا أنك لم تلاحظ أن 2025 هي السنة الدولية للعلوم والتكنولوجيا الكمومية – أو IYQ ، باختصار. ومع ذلك ، فهو شيء متحمس للغاية لجحافل العلماء ، كما هو الحال مع اليونسكو ، التي توصلت إلى الفكرة.
ومع ذلك ، فإن ما فشلت منظمة العلوم والثقافة التابعة للأمم المتحدة ، على الرغم من تخطيط الأحداث في جميع أنحاء العالم “تهدف إلى زيادة الوعي العام بأهمية العلوم والتطبيقات الكمومية” ، يوضح على موقعها على الويب المخصص IYQ بالضبط.
لكي نكون منصفين ، هذا ليس سؤالًا سهلاً للإجابة عليه.
كلمة “الكم” – اللاتينية لـ “كم” – هي صفة تجد نفسها موضوعة أمام مجموعة كاملة من الأسماء بما في ذلك “الفيزياء” و “أجهزة الكمبيوتر” و “الميكانيكا” و “الهندسة” و “النظرية” وغيرها الكثير.
في هذه السياقات ، يشرح جيمس كروز ، رئيس الحوسبة الكمومية في كامبريدج كاست الاستشاريين ، تشير كلمة الكمية إلى أصغر وحدة ممكنة لشيء ما.
على سبيل المثال ، تدرس فيزياء الكم سلوك المادة والطاقة على نطاقات صغيرة للغاية ، مثل الذرات والجزيئات دون الذرية.
وقال: “نتحسن وأفضل في السيطرة على عالمنا ، وما يحدث الآن هو أننا نتحكم في صغرى للغاية”.
“لقد سيطرنا على الكهرباء من أجل الثورات الكهربائية والرقمية ، والتحكم الميكانيكي ، قادت الثورة الصناعية ، والآن نتحكم في العالم الميكانيكي الكمومي ، ونفهم كيف تتصرف هذه الجسيمات الصغيرة حقًا لدفع ثورة تكنولوجية جديدة بناءً على تلك التحكم.”
مجاله هو الحوسبة الكمومية ، والتي تسمح بمشاكل معينة ، مثل تكسير التشفير ، بحلها بسرعة يبعث على السخرية – على الرغم من أن “بسرعة” لا تفعل حقًا العدالة.
وقال “إننا نبحث في معالجة المشكلات التي ستستغرق آلاف السنين لحلها ، والقدرة على القيام بها في أيام”.
ومن الأمثلة على ذلك تحليل العمليات الكيميائية ، المهم في تطوير أدوية جديدة ، “وهو أمر يصعب محاكاة”.
“هناك الكثير من الجزيئات والكثير من المعادلات المعقدة للغاية التي يجب حلها ، وفي الوقت الحالي ، عندما نستخدم أجهزة الكمبيوتر في الكيمياء ، لا يمكننا الحصول على محاكاة دقيقة ، لأن هذا سيستغرق آلاف السنين للقيام بجميع الحسابات اللازمة.
“ولكن مع وجود كمبيوتر الكم ، يمكنك بالفعل القيام بهذه المحاكاة بسرعة أو في يوم أو أسبوع.”
في وقت سابق من هذا الأسبوع ، أعلنت Microsoft عن اختراق كبير في الحوسبة الكمومية مع تطوير شريحة جديدة مدعومة بأول أشباه الموصلات في العالم – وهي مادة قادرة على إنشاء حالة جديدة من المادة ليست صلبة أو سائلة ولا غاز.
تدعي الشركة أن هذا الابتكار يمكن أن يسرع بشكل كبير الجدول الزمني لبناء أجهزة الكمبيوتر الكمومية العملية ، مما يقلل من عقود إلى بضع سنوات فقط.
على عكس مناهج الحوسبة الكمومية التقليدية ، تتيح الرقاقة المستندة إلى Microsoft المستندة إلى Topoconductor الأنظمة الكمومية أن تتناسب مع شريحة واحدة بحجم النخيل ، مما قد يمهد الطريق لأجهزة الكم الأكثر ثباتًا والقابلة للتطوير.
ولكن كيف تعمل الحوسبة الكمومية بالفعل؟ بالنسبة للكثيرين ، فإن “المعلم” لجميع الأشياء Quantum هو Hartmut Neven ، نائب رئيس الهندسة الكمومية لـ Google Quantum AI.
في حديث TED حديثًا ، حاول أن يشرح لجمهور عادي النظرية وراء الحوسبة الكمومية. بدأت بشكل جيد بما فيه الكفاية.
وقال: “تعمل أجهزة الكمبيوتر اليوم ، مثل الكمبيوتر المحمول أو الخادم في مركز بيانات Google ، على المنطق الثنائي للأصفار والأصفار”.
“يستبدل الكمبيوتر الكمومي المنطق الثنائي بقوانين الفيزياء الكمومية. وهذا يمنحها عمليات أكثر قوة ، مما يسمح لها بإجراء عمليات حسابات معينة بخطوات أقل. “
حتى الآن ، مفهوم للغاية. ولكن ليس لفترة طويلة.
“إذن من أين تأتي هذه القوة العظمى؟ الحوسبة الكمومية هي أول تقنية تأخذ على محمل الجد فكرة أننا نعيش في الكون المتعدد. يمكن اعتباره زراعة الحسابات إلى الأكوان المتوازية.
“تخبرنا معادلات ميكانيكا الكم أنه في أي وقت ، توجد أي كائن ، أو أنا ، أو العالم بشكل عام ، في تراكب العديد من التكوينات.”
تخطى “كيف ، إذن ، إلى مثال نين وخلاصة القول بأن أجهزة الكمبيوتر الكمومية في طريقها لتكون سريعة بشكل خطير في المهام الحسابية المستحيلة سابقًا.
يدعو الجمهور إلى تصور خزانة إيداع ضخمة مع مليون درج. سيتعين على الكمبيوتر العادي أن يفتح في المتوسط نصف مليون درج للعثور على عنصر معين تم تقديمه في أحد الأدراج ، “ولكن إذا تمكنت من الوصول إلى خوارزمية الكم ، فسيكون ذلك فقط 1000 خطوة للعثور على العنصر”.
على الرغم من قيادة Neven و Google في هذا المجال ، إلا أنهما لم يحوما بعد نظرية الحوسبة الكمومية إلى تطبيقات عملية واقعية. لكنهم على ما يرام في الطريق. لقد اجتازوا الثانية من بين ستة معالم في المراحل التي يتعين عليهم الوصول إليها ، ويتوقعون أن يكونوا “كمبيوترًا كميًا كبيرًا مصححًا للأخطاء بحلول نهاية العقد”.
يتنبأ Neven بأن هذه أجهزة الكمبيوتر ستقوم بإلغاء قفل مجموعة من الاختراقات في حقول متعددة ، مثل تصميم الأدوية الأكثر فعالية أو أكثر استهدافًا أو بطاريات أخف وزناً ، وأسرع الشحن للسيارات الكهربائية أو الطائرات ، أو حتى جعل الواقع حلمًا طويلًا في إنتاج الطاقة من مفاعلات الانصهار النووي.
يتنبأ ، بفضل Science Quantum Science ، أو هاتفك الذكي أو شاهدتك ، قد يكون في يوم من الأيام قادرين على تحذيرك من وجود فيروسات خطرة في الهواء أو اكتشاف “الجذور الحرة” ، الذرات غير المستقرة المرتبطة بموت الخلية والمرض ، في جسمك.
“في الختام” ، قال نيفين ، وهو يختتم حديثه تيد ، “نحن نحرز تقدماً مطرداً نحو بناء أول كمبيوتر كمي مفيد في العالم وتطبيق قوته الهائلة على التحديات المهمة.
“سيكون الكمبيوتر الكم هدية للأجيال القادمة ، مما يمنحهم أداة جديدة لحل المشكلات التي لا يمكن حلها اليوم.”
لذا ، إذا كانت التكنولوجيا الكمومية لا تزال في مرحلة التطوير “Dream Big” ، فلماذا تحتفل بها اليونسكو هذا العام على وجه الخصوص؟
وقال كروز: “السبب في أننا نحتفل هذا العام هو أن نظرية ميكانيكا الكم موجودة منذ قرن من الزمان”.
“نحن أيضًا في النقطة التي تتولى فيها النظرية الآن ثمارها ونرى الاستخدامات فعليًا ، ونحن نبني حالات وتكنولوجيا حقيقية بناءً على ذلك.”
ترشيح 2025 كذكرى المئوية لاكتشاف العلوم والتكنولوجيا الكم لا يخلو من الجدل. بعد كل شيء ، في عام 1922 ، حصل الفيزيائي الدنماركي نيلز بوهر على جائزة نوبل في الفيزياء لعمله – قبل عقد من الزمان – على هيكل الذرات ، “بناءً على نظرية الكم” ، دراسة كيفية عمل كل شيء على مستوى ذري.
يُعتبر Bohr أحد آباء النظرية الكمومية – وهي الأبوة التي يشاركها مع Max Planck و Albert Einstein ، وكلاهما حصل أيضًا على جوائز نوبل لعملهما على Quanta.
حصل بلانك على نوبل في عام 1918 ، “تقديراً للخدمات التي قدمها إلى تقدم الفيزياء من خلال اكتشافه في الطاقة الكمية.” حصل أينشتاين على الجائزة في عام 1921 “لخدماته للفيزياء النظرية ، وخاصة لاكتشافه (في عام 1905) لقانون التأثير الكهروضوئي.”
اليوم ، سواء أكان قرنًا أو أكثر من تلك الاكتشافات الرائدة ، يتم الاعتراف بإمكانات التكنولوجيا الكمومية لتقديم مجموعة كاملة من التطبيقات التحويلية المحتملة والاستيلاء عليها في جميع أنحاء العالم – والمملكة العربية السعودية هي من بين قادة الحزمة التي تطارد هذه الجوائز الذهبية.
في عام 2021 ، في تعاون رائد مع المنتدى الاقتصادي العالمي ، أطلقت المملكة العربية السعودية مركز الثورة الصناعية الرابعة ، التي استضافتها مدينة الملك عبد العزيز للعلوم والتكنولوجيا في الرياض.
في ديسمبر / كانون الأول ، نشرت C4IR المملكة العربية السعودية تقريرًا أوضح الفوائد المحتملة للتكنولوجيا الكمومية ، وأبرز التقدم الحالي في المملكة ووضعت خريطة طريق لرؤية “الاقتصاد الكمومي” الذي “يتوافق مع الأهداف الجريئة للرؤية 2030 ، وضعت المملكة كلاعب رئيسي عالمي في الابتكار التكنولوجي والتنويع الاقتصادي”.
في مقدمةها للتقرير ، كتبت المدير الإداري للمركز ، الدكتور باسيا البوهيران ، أن المملكة “تقف في فجر الثورة الكمومية-وهي قوة تحويلية من شأنها إعادة تشكيل الحساب والاتصالات والاستشعار عبر كل صناعة”.
سلط التقرير الضوء على كيفية قيام “تقنية الكم” بالابتكار عبر قطاعات متعددة ، وخلق صناعات جديدة ونمو اقتصادي “وتؤدي إلى تطوير منتجات وأسواق ووظائف جديدة.
قائمة الحقول التي من المتوقع أن يكون لها تأثير تحويلي على نطاق واسع ، بما في ذلك كفاءة الطاقة ، والدفاع السيبراني ، ونمذجة المناخ ، وإدارة حركة المرور ، والتعلم الآلي ، والتكنولوجيا النانوية ، والتشفير ، وتطوير مواد جديدة وأدوية.
تقدم الجامعات السعودية بالفعل مجموعة من البرامج ذات الصلة الكمية ، بدءًا من دورة في الحساب الكمي والأمان في جامعة الإمام عبد الرحمن بن فيصل إلى ماجستير في البصريات الكمومية النظرية في جامعة جازان ، والأبحاث المرتبطة بالكمية قيد التنفيذ في العديد من المؤسسات.
زاد عدد المنشورات والمجلات والمجلات المتعلقة بالكمية التي تنتجها الجامعات السعودية ومعاهد الأبحاث بشكل كبير من حفنة قبل 15 عامًا. في عام 2023 وحده كان هناك 100 مؤتمر وأكثر من 180 مجلة منشورات في المملكة.
إن المملكة العربية السعودية ، كما خلص الدكتور بوهيران ، “في وضع استراتيجي ليصبح مركزًا عالميًا للتكنولوجيا الكمومية” و “يهدف إلى تسخير إمكانات هذه الثورة التكنولوجية لتعزيز النمو الاقتصادي ، وتعزيز الأمن القومي ، وتحسين نوعية حياة المواطنين”.
في دعوة إلى السلاح ، حثت “جميع الشركاء والمتعاونين على مواصلة هذه الرحلة معنا ، واستكشاف إمكانيات التكنولوجيا الكمومية الواسعة وضمان بقاء المملكة العربية السعودية في طليعة هذا المجال المثير … لتحقيق الإمكانات الكاملة لمستقبل ذي قدرة كمية.”
[ad_2]
المصدر