شركة آي بي إم تكشف عن خارطة طريق جديدة للتفوق في مجال الحوسبة الكمومية

أصبحت تكنولوجيا الحوسبة الكمومية نقطة اهتمام محورية بين الباحثين المتحمسين، حيث تعد هذه التكنولوجيا الجذابة بأن تكون نسخة متقدمة من الحوسبة التي نستخدمها اليوم. ونتيجة لذلك أصبحت أحد أكثر المجالات تنافساً بين الدول الكبرى، حيث يتنبأ تقرير صادر عن شركة "ماكينزي وشركاه" (McKinsey & Partner) أن هذا المجال متوقع له أن يصل إلى قيمة سوقية تبلغ 1 تريليون دولار بحلول عام 2035.

ومن أجل ذلك تعمل الحكومات ومؤسسات القطاع الخاص حول العالم على دفع ابتكار الحوسبة الكمومية إلى الأمام، ومن ضمنها شركة "آي بي إم" (IBM) العملاقة التي حققت وما تزال تُحقق إنجازات ملحوظة في هذا المجال.

شركة آي بي إم في الصدارة مبكراً

تعتبر شركة "آي بي إم" هي الأوفر حظاً في سباق الحوسبة الكمومية، فهي موجودة بالفعل في السوق وتواكب الأوساط الأكاديمية ومنافذ التكنولوجيا الكبيرة الأخرى، وتبتكر في أحدث تقنيات الحوسبة الكمومية، ولديها خارطة طريقة واضحة كشفت عنها في عام 2020 توضح فيها خطواتها في هذا المجال.

وقد أعلنت مؤخراً في مؤتمرها السنوي "THINK" الذي أقيم في بداية شهر مايو الحالي من العام 2022 عن توسيع خارطة طريقها لتحقيق حوسبة كمومية عملية واسعة النطاق.

حيث توضح خارطة الطريق المحدثة خططاً للهياكل المعيارية الجديدة، والشبكات التي ستسمح للأنظمة الكمومية للشركة بالحصول على أعداد كيوبت أكبر –تصل إلى مئات الآلاف من الكيوبتات (Qubit)– لتمكينها من السرعة والجودة اللازمتين للحوسبة الكمية العملية.

اقرأ أيضاً: هل ما زالت الحوسبة الكمومية مجرد ضجيج إعلامي فارغ؟

وستعمل الشركة للدخول في عصر الحوسبة الكمومية العملية من خلال الاستفادة من ثلاث ركائز رئيسية هي:

• إنتاج أجهزة كمومية قوية وقابلة للتطوير.
• توفير برامج كمومية قوية وسهلة المنال وتنظيمها وتمكينها.
• العمل على توفير نظام بيئي عالمي واسع من المؤسسات والمجتمعات الجاهزة لتكنولوجيا الحوسبة الكمومية.

وفي هذا الصدد ذكر "داريو جيل" (Dario Gil) مدير الأبحاث بالشركة: "في غضون عامين فقط حقق فريقنا تقدماً مذهلاً في خارطة الطريق الكمية الحالية، حيث إن تنفيذ رؤيتنا قد أعطانا رؤية واضحة لمستقبل الكم وما يتطلبه الأمر للوصول بنا إلى عصر الحوسبة الكمومية العملية".

وأضاف: "من خلال النظام الأساسي "كويسكت رانتايم" (Qiskit Runtime) والتطورات في الأجهزة والبرامج والأهداف النظرية الموضحة في خريطة الطريق الخاصة بنا، نعتزم الدخول في عصر أجهزة الكمبيوتر العملاقة التي تركز على الكم والتي ستفتح مساحات حاسوبية كبيرة وقوية لمجتمع المطورين والشركاء والعملاء".

اقرأ أيضاً: الحوسبة الكمومية قد تمنح هذه الأساليب في التعلم الآلي قدرات إضافية

خارطة طريق تُظهر طموحات كبيرة

وفقاً لخارطة الطريق التي أعلنت عنها شركة آي بي إم فإنها في طريقها للعمل بكامل طاقتها في مجال تطوير تكنولوجيا الحوسبة الكمومية، حيث يبدو أن سباقها مع شركة جوجل في مجال تطوير تكنولوجيا الحوسبة الكمومية سيكون في صالحها في المستقبل القريب.

وفي الوقت الحالي تمتلك الشركة بالفعل معالج "إيجل" (Eagle)  الذي يأتي بسعة 127 كيوبت، وبحسب الشركة فإن العمليات المستخدمة في إنشاء وتطوير هذا المعالج ستكون العمود الفقري لمعالجاتها الكمومية المستقبلية.

والمقرر بحسب خارطة الطريقة الخاصة بها أنه بحلول نهاية عام 2022 الحالي ستقوم بإطلاق معالج "أوسبري" (Osprey) بسعة 433 كيوبت، ثم بعد ذلك تخطط لمضاعفة عدد الكيوبتات من خلال إطلاق معالج "كوندور" (Condor) بسعة 1,121 كيوبت في عام 2023.

وعلى الرغم من أن كل هذه الخطط هي مجرد إعلانات حتى الآن، إلا هذه التطورات تعني أن شركة "آي بي إم"  واثقة من الوصول إلى "الميزة الكمومية" (Quantum Advantage) وهي النقطة التي يمكن أن تتفوق فيها الأجهزة الكمومية على أجهزة الحاسوب التقليدية الكلاسيكية عاجلاً وليس آجلاً.

ووفقاً لرئيس قسم الأبحاث في الشركة "داريو جيل": "نعتقد أننا سنكون قادرين على الوصول إلى دليل على الميزة الكمومية -وهو شيء يمكن أن يكون له قيمة عملية- في غضون العامين المقبلين و هذا هو ما نسعى إليه في النهاية".

اقرأ أيضاً: هل ما زالت الحوسبة الكمومية مجرد ضجيج إعلامي فارغ؟

ما هي أبرز استخدامات الحوسبة الكمومية؟

تعتبر أجهزة الكمبيوتر الكمومية مناسبة بشكل مثالي لحل المشكلات المعقدة، والتي يصعب على أجهزة الكمبيوتر التقليدية التعامل معها. وهذا من شأنه أن ينشئ عالماً من الفرص عبر كل جانب من جوانب الحياة الحديثة تقريباً.

ومع ذلك، غالباً ما نتساءل عما تفعله هذه التكنولوجيا بالفعل وما هي تطبيقاتها الواقعية؟ حسناً إليك بعضاً من أبرز تطبيقات الحوسبة الكمومية في العالم الحقيقي:

• الذكاء الاصطناعي وتعلم الآلة

يعد الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي من المجالات البارزة التي دخلت في معظم التطبيقات الناشئة، ولكن مع زيادة عدد التطبيقات تصبح مهمة أجهزة الكمبيوتر التقليدية صعبة لمطابقة الدقة والسرعة، وهذا هو المكان الذي يمكن أن تساعد فيه الحوسبة الكمومية في معالجة المشكلات المعقدة في وقت أقل للغاية، والتي كانت سيستغرق حلها آلاف السنين.

• تصميم وتطوير الأدوية

يعتقد الباحثون أن الحوسبة الكمومية يمكن أن تكون طريقة فعالة لفهم الأدوية وردود أفعالها على البشر، والتي بدورها يمكن أن توفر الكثير من المال والوقت لشركات الأدوية. يمكن لهذه التطورات في الحوسبة أن تعزز الكفاءة بشكل كبير في مجال صناعة الأدوية، من خلال السماح للشركات بإجراء المزيد من التجارب بدقة وسرعة للكشف عن علاجات طبية جديدة.

• الأمن السيبراني والتشفير

لا يزال الأمن السيبراني يمثل مصدر قلق أساسي في جميع أنحاء العالم، حيث مع اعتمادنا المتزايد على الرقمنة أصبحنا أكثر عرضة لهذه التهديدات، وهنا  يمكن أن تقوم الحوسبة الكمومية بمساعدة التعلم الآلي في تطوير تكنولوجيات مختلفة لمكافحة تهديدات الأمن السيبراني وإنشاء طرق تشفير جديدة  تُعرف باسم "التشفير الكمومي" (Quantum cryptography) لتأمين ونقل البيانات بطريقة لا يمكن اختراقها.

• التنبؤ بالطقس

يتضمن التنبؤ بالطقس عدة متغيرات يجب مراعاتها، مثل ضغط الهواء ودرجة الحرارة وكثافة الهواء، ما يجعل من الصعب التنبؤ به بدقة. يمكن أن يساعد تطبيق التعلم الآلي في الحواسيب الكمومية في تحسين التعرف على الأنماط، والذي بدوره سيسهل على العلماء التنبؤ بأحداث الطقس القاسية وربما إنقاذ الآلاف من الأرواح سنوياً.

اقرأ أيضاً: ما الذي جعل "علي بابا" تراهن على شرائح الذكاء الاصطناعي الإلكترونية والحوسبة الكمومية؟

بالإضافة إلى ذلك، سيتمكن علماء الأرصاد الجوية باستخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية من إنشاء وتحليل نماذج مناخية أكثر تفصيلاً، والتي ستوفر رؤية أعمق لفهم كيفية حدوث التغير المناخي وطرق التخفيف منه.

وأخيراً، من المتوقع أن تقوم تكنولوجيا الحوسبة الكمومية بإحداث نقلة نوعية وثورة في الحوسبة عند انتشارها، ولكن مع ذلك ضع في اعتبارك أن الحوسبة التقليدية قد استغرقت عقوداً عديدة للوصول إلى ما هي عليه الآن، ومن ثم مع سباق الحكومات والشركات في هذا المجال الحديث نأمل أن نرى الحوسبة الكمومية تأخذ فترة زمنية أقل لتكون واقعاً بالفعل.