أوروبا تقتطع مكانة متخصصة في الحوسبة الكمومية

بينما أجهزة الكمبيوتر الكمومية لن يتم استخدامها أبدًا لأداء مهام عادية، مثل معالجة النصوص أو المحاسبة، وستكون قادرة على حل بعض المشكلات التي لا يمكن حلها خلال فترة زمنية معقولة بواسطة الآلات التقليدية. هناك عدد صغير من هذه المشاكل مهم للغاية لدرجة أن معظم البلدان في العالم الصناعي تستثمر بالفعل في الحوسبة الكمومية، إما للحصول على ميزة مبكرة أو لتجنب التخلف عن الركب.

ويتوقع الباحثون أنه بمجرد إتقان التكنولوجيا، سيتم استخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية للقيام بأشياء مثل محاكاة الأنظمة الكيميائية الحيوية المعقدة وحل مشاكل التحسين، مثل العثور على أفضل طريق بين نقطتين أو تحديد التخصيص الأمثل للاستثمار في التمويل.

ويتوقع المنظرون أن الحوسبة الكمومية ستكون قادرة على فك أقوى مفاتيح التشفير اليوم في غضون دقائق، مما يجعل أسرار أي منظمة أو مواطن شفافة لأي دولة أخرى أو منظمة خاصة تمتلك التكنولوجيا. هذه مجرد أمثلة قليلة من المجالات التي من المتوقع أن تتمتع فيها أجهزة الكمبيوتر الكمومية بميزة كبيرة على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.

ويجري السباق بين البلدان الصناعية والكتل التجارية لإتقان هذه التكنولوجيا ــ وهناك ثلاثة أقطاب إقليمية آخذة في الظهور: الولايات المتحدة، والصين، وأوروبا. وفي حين أنتجت أوروبا بالفعل العديد من أجهزة الكمبيوتر الكمومية، إلا أن أيا منها ليس كبيرا أو معقدا مثل تلك التي تنتجها شركة آي بي إم أو الصين.

وفق أوليفييه عزراتي، مؤلف فهم تقنيات الكم 2023التحدي الذي يواجه أوروبا هو وضع نفسها خارج المكان الذي من المرجح أن تنتهي فيه الولايات المتحدة والصين في الحوسبة الكمومية. إن الصين وغيرها من البلدان الآسيوية عادة ما تكون قوية للغاية في تصنيع الأجهزة، وتتصدر الولايات المتحدة عادة تسويق التكنولوجيا ــ بفضل سوق داخلية متجانسة ضخمة للغاية.

وللمساعدة في ضمان فوز أوروبا بمكانة متخصصة في عالم ما بعد الكم، فإن الرائد الكم الأوروبي تم إطلاقه رسميًا في أكتوبر 2018، ومن المتوقع أن يحصل على إجمالي مليار يورو للاستثمار على مدى 10 سنوات.

ستدعم هذه الأموال في المقام الأول المشاريع التي تساعد في تحويل الأبحاث الأوروبية إلى تطبيقات تجارية في أربعة مجالات أساسية: الحوسبة الكمومية؛ محاكاة الكم. التواصل الكمي؛ والاستشعار الكمي والمقاييس. الهدف المعلن للمشروع هو جعل أوروبا واحدة من المناطق الرائدة في العالم في مجال الخبرة والابتكار الكمي.

وفقًا لإزراتي، عندما يتعلق الأمر بالحوسبة الكمومية، فإن أوروبا تتمتع بالفعل بموقع جيد جدًا في خمسة مجالات رئيسية:

• البحوث والأوساط الأكاديمية الممولة من القطاع العام؛
• نظام بيئي صناعي ديناميكي؛
• القيادة في تمكين التكنولوجيا؛
• تكامل أجهزة الكمبيوتر عالية الأداء والأنظمة الكمومية؛
• الابتكار المسؤول.

يقول إزراتي إنه إذا قمت بجمع جميع الدول الأعضاء والاتحاد الأوروبي نفسه، فإن أوروبا هي أكبر مستثمر عام في العالم في أبحاث الكم. لكن الولايات المتحدة تحصل على تمويل إجمالي أكبر من الصناعة – بفضل شركات مثل آي بي إم، وجوجل، ومايكروسوفت، وإنتل. كما تتصدر الولايات المتحدة العالم من حيث عدد الشركات الناشئة ومدى تمويل تلك الشركات الناشئة.

يقول عزراتي: “في أي تكنولوجيا معينة، غالبًا ما يكون من الأفضل أن تكون أنت المنتج”. “ولكن إذا لم تتمكن من أن تكون المنتج، فيمكن أن يكون لديك شيء لتتاجر به مع المنتج. في بعض الأحيان، يمنحك ذلك يدًا أقوى – خاصة في السوق المبكر، عندما لا يكون المصنعون قد فعلوا ذلك بعد كسب المال من بيع المنتجات.

“في السوق المبكر، يمكن للمؤسسات التي تصنع المنتجات والمكونات التمكينية أن تحقق بالفعل ربحًا جيدًا للغاية. وبمجرد نضوج السوق، تظل التكنولوجيا التمكينية مهمة ويمكن أن تكون في كثير من الأحيان ورقة مساومة أقوى من المنتجات الكاملة.

في حين أن أوروبا أصبحت بالفعل منتجة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية، مع أمثالها معدل الجودة الدولية, كوانديلا, باسكال و ايه كيو تي، فهو يوفر أيضًا الكثير من التكنولوجيا التمكينية، والتي قد تكون أكثر أهمية. ووفقا لإزراتي، فقد أخذت أوروبا بالفعل زمام المبادرة في العديد من التقنيات المهمة المطلوبة للحوسبة الكمومية. ويشمل ذلك علم التبريد والكابلات والموصلات الخاصة والأدوات والتقنيات اللازمة لدمج أجهزة الكمبيوتر الكمومية مع أجهزة الكمبيوتر عالية الأداء.

هناك حاجة إلى أنظمة مبردة لإبقاء أجهزة الكمبيوتر الكمومية في درجات الحرارة شديدة البرودة التي تحتاجها للعمل. “شركة فنلندية بلوفورس هي الشركة الرائدة عالميًا بشكل واضح في الأنظمة المبردة المستخدمة في الحوسبة الكمومية“، يقول عزراتي. “لديهم أكثر من 70٪ من هذا السوق. أما المركز الثاني فكان من نصيب شركة Oxford Instruments في المملكة المتحدة.

هناك حاجة إلى كابلات خاصة لإجراء عمليات الإدخال والإخراج بين الكيوبتات والإلكترونيات التقليدية. تحتاج هذه الكابلات إلى التفاعل مع الكيوبتات دون الإضرار بالبيئات شديدة البرودة التي تحتاجها الكيوبتات للعمل فيها. يقول إزراتي: “إن شركة Delft Circuits في هولندا في وضع يمكنها من الريادة مع انطلاقة هذا السوق”.

يجب أن تستوفي الموصلات المستخدمة في الحوسبة الكمومية متطلبات صارمة. شركة فرنسية شعاعي تقوم بالفعل بأعمال تجارية جيدة من خلال بيع الموصلات المحمية مغناطيسيًا والموصلات المصغرة ومفاتيح التبريد لاستخدامها في الأنظمة الكمومية. يقول إزراتي إن الموصلات، مثل الكابلات، لها أهمية خاصة في تمكين الاتصال بين البيئة الكمومية شديدة البرودة والإلكترونيات التقليدية.

وفي حين لا يوجد حاليا أي تطبيق مفيد لهذا الترتيب، خارج البحث الأكاديمي، فإنه يمكن أن يكون رائدا لنموذج مهم. بمجرد أن تصبح أجهزة الكمبيوتر الكمومية قادرة على حل المشكلات المفيدة، سيكون الكمبيوتر العملاق قادرًا على تسليم مهام محددة إلى نظام كمي، حيث يمكن تنفيذها بشكل أسرع بكثير.

ومع أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية أصبحت مفيدة، فإن الخطوة الذكية بالنسبة لأوروبا سوف تتمثل في الحفاظ على مكانتها في إنتاج التكنولوجيا التمكينية، مع الارتقاء في سلسلة القيمة، حيث ستبدأ في رؤية الأرباح. ومن المرجح أن تؤتي استثمارات أوروبا الحالية في البحوث ــ والجهود الرامية إلى تطوير نظام بيئي متنوع حول التكنولوجيات الكمومية ــ ثمارها بحلول ذلك الوقت.

تتخذ سفينة الكم الأوروبية الرائدة الخطوات الصحيحة من خلال تشجيع البحث التعاوني بين الدول الأعضاء. علاوة على ذلك، يراهن أصحاب رأس المال المغامر على الشركات الناشئة في جميع أنحاء القارة. ومن الأمثلة على ذلك الشركة الفرنسية الكميات، الذي يدعي أنه “أول صندوق رأس مال استثماري في المرحلة المبكرة في العالم مخصص للفيزياء العميقة وتقنيات الكم”. قامت شركة Quantonation بالفعل بتمويل 28 شركة ناشئة في ثمانية بلدان، بهدف تسويق التكنولوجيا.

حتى الآن، لم تنجح الحوسبة الكمومية في حل أي مشاكل مفيدة ــ ولكن عندما تفعل ذلك، فسوف تكون أوروبا في اللعبة. ولعل الأمر الأكثر أهمية هو أن الدول الأعضاء تتعاون من أجل مواجهة التحدي التكنولوجي العالمي الكبير كاتحاد.