تريد حكومة الولايات المتحدة أن يكون لديها جهاز كمبيوتر كمي مفيد بحلول عام 2028

ترغب حكومة الولايات المتحدة في الحصول على جهاز كمبيوتر كمي جيد بما يكفي للمساهمة في الإنجازات العلمية في غضون عامين فقط. وسوف تستخدمه لمحاولة تسريع البحث والتطوير للمواد الجديدة والأدوية والجزيئات المفيدة في الزراعة والتصنيع.

لقد أصبحت أجهزة الكمبيوتر الكمومية، التي كانت ذات يوم حلمًا يراود علماء الفيزياء النظرية، حقيقة بلا شك، لكنها لم تثبت فائدتها بشكل لا لبس فيه أو أن تكون لها قيمة تجارية واسعة النطاق. تعتمد قوتها الحسابية على حجمها – عدد المكونات التي تسمى الكيوبتات – ومدى موثوقيتها. لا تزال الأجهزة الحالية صغيرة جدًا ومعرضة للخطأ.

تستهدف مبادرة التكوين الكمي التابعة لوزارة الطاقة الأمريكية عام 2028 عندما يتغير هذا الوضع. تطلق المبادرة مسابقة وتخطط لبناء منشأة وطنية للحوسبة الكمومية الفائقة. إنها جزء من مهمة Genesis الأكبر، والتي تمنح الباحثين المال أيضًا.

بحلول عام 2028، تريد وزارة الطاقة أن تكون أجهزة الكمبيوتر الكمومية قوية بما يكفي لبدء المساهمة في حل المشكلات المفتوحة في الكيمياء وعلوم المواد وفيزياء البلازما وفيزياء الطاقة العالية. ويقول داريو جيل، وكيل وزارة العلوم لشؤون العلوم: “لدي ثقة كبيرة في أن اللبنات الأساسية موجودة.. ولسنا بحاجة إلى تحقيق إنجاز هائل”.

يقول جيل إن ثقته مبنية على التقدم الذي تم إحرازه مؤخرًا عبر الحوسبة الكمومية، بدءًا من مدى جودة بناء الكيوبتات الفردية إلى ما وصفه بالتقدم الهائل في الخوارزميات التي تستخدمها أجهزة الكمبيوتر الكمومية لالتقاط أخطائها وتصحيحها. بالإضافة إلى ذلك، يعتقد أن استخدام الذكاء الاصطناعي سيلعب دورًا في الوصول إلى هدف 2028، على سبيل المثال، من خلال مساعدة الباحثين على تحسين كيفية التحكم في أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

تقول جولييت بيرونيت من شركة الحوسبة الكمومية Alice & Bob: “إن عام 2028 طموح للغاية ولكنه ليس مستحيلاً”. يقول بول ستيمرز من تحالف الصناعة الكمومية إن العديد من شركات الحوسبة الكمومية أعلنت سابقًا عن خطط لتقديم حاسوب كمي مفيد علميًا ومقاوم للأخطاء بحلول عام 2028 أو في غضون بضع سنوات من هذا الرقم.

ويأتي هذا الإعلان من وزارة الطاقة في أعقاب توقيع الرئيس دونالد ترامب على أمرين تنفيذيين يتعلقان بالتكنولوجيا الكمومية، بالإضافة إلى استثمار بقيمة 2 مليار دولار في العديد من شركات الحوسبة الكمومية من وزارة التجارة الأمريكية.

بعض التقنيات الكمومية المذكورة في الأوامر التنفيذية، مثل أجهزة الاستشعار الكمومية، قد وصلت بالفعل إلى الجدوى التجارية، لذلك فمن المؤكد إلى حد ما أنه سيتم نشرها قريبًا على نطاق أوسع، على سبيل المثال، في الفضاء من خلال التعاون مع وكالة ناسا. لقد حظيت الحوسبة الكمومية بمزيد من الاهتمام جزئيًا لأن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكن أن تصبح آلات قوية لكسر التشفير، لكنها قد تواجه أيضًا تحديات أكبر نسبيًا في الطريق إلى عام 2028.

ويعترف جيل بأن القفزة من الأجهزة الموجودة إلى أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي يجب أن تكون أكبر بمئات أو آلاف المرات سوف تتطلب الكثير من التعلم. “واقع الأمر هو التعامل مع التعقيد [increase] من [building] يقول ستيمرز: “من جهاز إلى شريحة إلى نظام. بالإضافة إلى ذلك، قد تنشأ مشكلات مع سلاسل التوريد، التي لا تزال هشة بسبب مدى غرابة العديد من المكونات اللازمة للأجهزة الكمومية الجديدة”.

والولايات المتحدة ليست وحدها في التحرك لدعم وتسريع تطوير تكنولوجيا الكم. وتهدف المملكة المتحدة، على سبيل المثال، إلى الحصول على أجهزة كمبيوتر كمومية واسعة النطاق بعد عام 2030 من خلال برنامج ProQure. تعد الحوسبة الكمومية أيضًا إحدى التقنيتين، إلى جانب الذكاء الاصطناعي، في قلب استراتيجية التنمية الوطنية الخمسية المقبلة في الصين. ومن الجدير بالذكر أن استهداف عام 2028 يمثل أقصر جدول زمني بين الثلاثة. يقول جيل: “إنها عدوانية”.