يجب على الولايات المتحدة الفوز في سباق الحوسبة الكمومية. تُظهر التاريخ كيفية القيام بذلك

(SeaPRwire) –   في عام 1981، اقترح عالم الفيزياء ريتشارد فاينمان لأول مرة إنشاء حواسيب كمومية تستغل مبادئ الفيزياء الكمومية لمعالجة الحسابات التي ستستغرق الحواسيب القياسية آلاف السنين أو أكثر لحسابها. ومع ذلك، فشل البحث في التقدم بشكل كبير بما يكفي خلال العقود الأربعة التالية ليكون لهذه الآلات تأثير كبير على المجتمع.

ولكن حدثت اختراقات في عام 2023 أشارت إلى أن الحواسيب الكمومية بدأت عصرًا جديدًا، قد تطلق فيه ثورة تكنولوجية مليئة بالإمكانات – بعضها إيجابي وبعضها سلبي. من الجانب الإيجابي، قد تؤدي الحواسيب الكمومية إلى تطوير أدوية جديدة لمكافحة السرطان. من الجانب السلبي، يمكنها كسر التشفير الذي نستخدمه مئات المرات يوميًا لكل شيء من إرسال الرسائل النصية إلى المعاملات المالية.

ولكن هذه ليست المنافسة الكمومية الأولى في التاريخ التي واجهت الولايات المتحدة منافسيها – والماضي يوفر دليلاً على كيفية فوز الولايات المتحدة بالثورة الحاسوبية القادمة. في الأربعينيات من القرن الماضي، أنتجت منافسة كمومية إنشاء الأسلحة النووية وأطلقت انفجارًا تكنولوجيًا. وكان حاسمًا أن فازت الولايات المتحدة بالمنافسة لاستغلال التكنولوجيا الجديدة.

لم تنجح سوى الولايات المتحدة في ابتكار الابتكار. أما الاتحاد السوفياتي فقد بنى أسلحة نووية، لكنه لم ينافس الولايات المتحدة في ابتكار الابتكار. أدى إطلاق الاتحاد السوفياتي لسبوتنيك 1 في عام 1957 وسباق الفضاء إلى انفجار في التمويل الفيدرالي للعلوم والتعليم الذي كان في جوهر نجاح أمريكا. علاوة على ذلك، قدمت وزارة الدفاع الأمريكية رعاية حاسمة للبحث الرائد، ولكنه محفوف بالمخاطر، مما أدى إلى تطوير الإنترنت والقدرات الخفية ومساعدي الصوت مثل سيري. أدى هذا الجمع إلى رفع الولايات المتحدة إلى مستويات ابتكارية غير مسبوقة في العقود التي تلت الحرب العالمية الثانية.

كانت التكنولوجيات المولدة من الثورة الكمومية الأولى في صميم الدفاع الوطني الأمريكي، وأعادت أيضًا تشكيل الحياة المدنية في الولايات المتحدة، خاصة من خلال تطوير الحواسيب الشخصية وثورة المعلومات.

وحتى كانت الحواسيب الشخصية تتطور في عام 1981، أكد فاينمان في محاضرة حاسمة أنه كان ممكنًا شيئًا أكثر. حيث جادل بأن الحاسوب الكمومي – مع قوة المعالجة أعلى بكثير من أعلى أداء للحاسوب حينها – كان السبيل الوحيد لفتح المعرفة الحقيقية للعالم. واعترف فاينمان، ومع ذلك، بأن بناء مثل هذه الآلة تتطلب تعقيدًا هائلاً.

وقد ثبتت العقود الأربعة التالية صحة قوله بالعقبات المتضمنة. حيث احتاج تصميم الحاسوب الكمومي إلى تقدم هائل في النظرية فضلاً عن المواد والمكونات. منذ الثمانينيات، تقدم الأمر ببطء، وكان الكثيرون يمزحون بأن الحواسيب الكمومية ستكون دائمًا بعيدة بـ 10 إلى 20 عامًا.

في عام 1994، اكتشف عالم الرياضيات بيتر شور خوارزمية خلقت طريقة للحاسوب الكمومي لحساب الأعداد الأولية الكبيرة المستخدمة في التشفير. على الرغم من هذا الاختراق، بقي وتيرة التطورات منذ اكتشاف شور بطيئة. حافظ التمويل المستمر من وكالة الأمن القومي ووزارة الدفاع – وخاصة الأولى – على الابتكار، لكن النتائج كانت متقلبة، لأن العلماء لم يتمكنوا من بناء حاسوب كمومي غير مصاب بالأخطاء.

وفي السنوات العشر الماضية، قامت شركات تكنولوجيا خاصة مثل آي بي إم، جوجل، ومايكروسوفت باستثمارات كبيرة في الحواسيب الكمومية، مما دفع المجال إلى أعلى مستويات النضج وتسارع سباق عالمي للهيمنة الكمومية – له آثار كبيرة على الأمن القومي والأمن السيبراني.

حتى اليوم، لا تزال الحواسيب الكمومية غير قادرة على تجاوز الحواسيب القياسية بسبب الأخطاء المنتظمة الناجمة عن الإشعاع أو الحرارة أو المواد غير المناسبة. تجعل هذه الأخطاء الحواسيب الكمومية غير فعالة في أشياء مثل، على سبيل المثال، تصميم الأدوية الجديدة، لأن العلماء لا يستطيعون إعادة إنتاج تجربة بدقة. لكن كل ذلك يتغير بسرعة.

أظهرت التقدمات التي حققتها آي بي إم وفريق من جامعة هارفارد في عام 2023 أن تصحيح الأخطاء يتجه نحو الأفق وقد وصل عصر الفائدة من الحواسيب الكمومية. في يوليو 2023، قدمت آي بي إم أدلة مراجعة الأقران عن تجارب أشارت إلى أن الشركة حققت تقدمًا في التخفيف من الأخطاء التي طالما عانت منها الحواسيب الكمومية. بعد عدة أشهر في ديسمبر، أظهرت تجربة لفريق من جامعة هارفارد وشركة QuEra نتائج مشجعة أظهرت أنهما طورا أيضًا عملية كمومية مع تصحيح أخطاء معزز.

ولكن ليست الشركات والجامعات الأمريكية فحسب من تحاول فهم كيفية التخفيف من الأخطاء التي حدت من إمكانات الحواسيب الكمومية. فخلال ال 15 عامًا الماضية، أطلق الفيزيائيون الصينيون برنامجًا طموحًا هدف إلى جعل بلادهم رائدة العالم في التكنولوجيات الكمومية. وتقدر إحدى التقديرات أن الصين – التي استثمرت أكثر من 15 مليار دولار في المشروع – تتصدر أو تكاد تكون متساوية مع الولايات المتحدة في هذا المجال الجديد من العلم. وفي عام 2023، أشارت النتائج من التجارب إلى أن الفيزيائيين الصينيين حققوا إنجازات مثيرة للإعجاب قد تمكنهم من بناء حاسوب كمومي يتفوق على تلك المطورة في الولايات المتحدة.

ستكون عواقب الهيمنة الصينية في هذا المجال هزيلة. سيكون أقوى خصم للولايات المتحدة قادرًا على كسر التشفير الذي يستخدمه الأمريكيون يوميًا لحركة الإنترنت الآمنة والرسائل، والذي تستخدمه حكومة الولايات المت