“يمكن للكمبيوتر الكمومي فك شفرة كلمة مرورك.”
هذا البيان ليس مجرد فرضية. تتمتع أجهزة الكمبيوتر الكمومية بالقدرة على جعل أنظمة التشفير الحالية غير فعالة، ومع حلول عام 2024، أصبحت هذه الإمكانية أكثر واقعية. تتجاوز تقنية الحوسبة الكمومية مجرد الفضول العلمي، مما يشير إلى تحولات قوية في الصناعات والأمن القومي والأنظمة المالية وأبحاث الذكاء الاصطناعي. في الوقت نفسه، تتم مناقشة التهديدات الأمنية والمخاوف الأخلاقية التي تجلبها هذه التقنية بشكل جدي.
الحوسبة الكمومية ليست مجرد تقدم تكنولوجي، بل هي تحول ثوري سيقلب نموذج الحوسبة الحالي رأسًا على عقب، ونحن نقف عند عتبة هذا التغيير.
في عام 2019، أعلنت جوجل أنها حققت التفوق الكمومي. زعمت جوجل أن جهاز الكمبيوتر الكمومي الخاص بها، Sycamore، تمكن من حل عملية حسابية في 200 ثانية فقط، وهي عملية تستغرق 10,000 سنة على جهاز كمبيوتر فائق. ومع ذلك، ردت IBM على الفور، مؤكدة أنه من خلال تحسين طفيف، يمكن لجهاز كمبيوتر فائق أداء نفس العملية الحسابية في غضون بضعة أيام فقط. وبينما لا يزال الجدل حول التفوق الكمومي مستمرًا، فإن الشيء المؤكد هو أن الحوسبة الكمومية تعمل على مستوى مختلف تمامًا عن الحوسبة التقليدية.
حاليًا، تضخ عمالقة التكنولوجيا العالمية مثل IBM وجوجل ومايكروسوفت وإنتل، بالإضافة إلى دول كبرى مثل الصين والولايات المتحدة، استثمارات هائلة في تطوير الحوسبة الكمومية. كشفت IBM عن شريحتها Eagle ذات 127 كيوبيت، بينما قدمت جوجل شريحة 72 كيوبيت، مما يسرع من عملية التطبيق العملي لهذه التقنية. في عام 2020، أعلنت الصين عن جهاز كمبيوتر كمومي يحتوي على 66 كيوبيت يُدعى Zuchongzhi، مما يعزز البحث في مجال التفوق الكمومي.
على الرغم من هذه التطورات التكنولوجية، لا تزال هناك العديد من التحديات التي يجب تجاوزها قبل أن تصبح أجهزة الكمبيوتر الكمومية عملية. من أكبر العقبات مسألة الأخطاء الكمومية. تعتمد أجهزة الكمبيوتر الكمومية على الكيوبيت كوحدة أساسية للحساب، لكنها حساسة للغاية لأي تغييرات طفيفة في البيئة، مما يجعلها عرضة للأخطاء. يتم تطوير خوارزميات لتصحيح الأخطاء الكمومية، ولكن لتحقيق استقرار في الحوسبة الكمومية، سيكون هناك حاجة إلى ملايين الكيوبيتات.
حاليًا، لا تزال أجهزة الكمبيوتر الكمومية عند مستوى عشرات إلى مئات الكيوبيتات ولم تحقق بعد الاستقرار العملي. ومع ذلك، بالنظر إلى سرعة التقدم التكنولوجي، فإن تجاوز أجهزة الكمبيوتر الكمومية للحواسيب الفائقة التقليدية ليس سوى مسألة وقت. وعندما تصبح أجهزة الكمبيوتر الكمومية عملية، فإن التغييرات التي ستجلبها ستتجاوز مجرد “السرعة في الحسابات”.
لا تُعتبر الحوسبة الكمومية مجرد ابتكار تكنولوجي، بل يُنظر إليها أيضًا على أنها تهديد محتمل. السبب الرئيسي لهذا القلق هو قدرتها على كسر التشفير. تعتمد أنظمة التشفير التي نستخدمها حاليًا (مثل RSA و ECC) على مسائل رياضية معقدة مثل تحليل الأعداد الأولية. بينما تستغرق هذه المشكلات مئات السنين للحل باستخدام أجهزة الكمبيوتر التقليدية، يمكن لجهاز كمبيوتر كمومي حلها في غضون ثوانٍ قليلة فقط.
يُعد خوارزمية شور مثالًا بارزًا يُظهر كيف يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية اختراق أنظمة التشفير الحالية. إذا أصبحت هذه الخوارزمية عملية، فسيتم إبطال معظم أنظمة الأمان عبر الإنترنت المستخدمة اليوم. يتجاوز هذا التهديد مجرد انتهاكات البيانات الشخصية، حيث يمكن أن يؤدي إلى تعريض الأسرار الوطنية والأنظمة المالية والأمن العسكري وأساس الاقتصاد العالمي للخطر. ستشهد الحروب السيبرانية تحولًا جذريًا، مما يجعل إعادة هيكلة أنظمة الأمن الحالية أمرًا لا مفر منه.
في عام 2024، أعلنت المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا في الولايات المتحدة (NIST) عن معايير التشفير بعد الكم (PQC)، مما يسرّع الجهود لتطوير تقنيات تشفير جديدة لعصر الحوسبة الكمومية. كما تعمل البنوك والمؤسسات العسكرية والوكالات الحكومية بنشاط على البحث في تبني أنظمة التشفير من الجيل التالي.
تمتلك أجهزة الكمبيوتر الكمومية القدرة على إحداث تغيير جذري ليس فقط في مجال الأمن، ولكن أيضًا في جميع الصناعات تقريبًا، بما في ذلك حياتنا اليومية. يمكن أن تحدث ابتكارات في مجالات متنوعة مثل التمويل، والرعاية الصحية، والطاقة، والذكاء الاصطناعي.
في القطاع المالي، تجري JPMorgan Chase تجارب باستخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية لإجراء تحليلات أكثر دقة للمخاطر المالية. تتيح القوة الحسابية الهائلة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية تحليل البيانات بسرعة فائقة والتنبؤ بالسوق، ومن المتوقع أن تغير بشكل جذري نموذج صناعة التمويل.
تستخدم شركات الأدوية العالمية مثل Merck و Pfizer الحوسبة الكمومية لتسريع تطوير الأدوية بشكل كبير. حتى الآن، تم استخدام الحواسيب الفائقة لتحليل بنية البروتينات واستكشاف المركبات الدوائية، لكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية يمكنها تنفيذ هذه العمليات بسرعة ودقة أعلى بكثير. تعمل Ford و BMW أيضًا على أبحاث تتعلق بتطبيقات الحوسبة الكمومية لتعظيم كفاءة الجيل القادم من البطاريات. وإذا تم تطوير مواد جديدة تتجاوز حدود بطاريات الليثيوم أيون، فإن صناعة السيارات الكهربائية وأسواق الطاقة المتجددة ستتأثر بشكل كبير.
يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية تدريب خوارزميات التعلم الآلي بسرعة أكبر بكثير، ولديها القدرة على حل المشكلات المعقدة التي لا يستطيع الذكاء الاصطناعي التقليدي التعامل معها. يمكن أن يؤدي الجمع بين الذكاء الاصطناعي والحوسبة الكمومية إلى إعادة تشكيل التقدم العلمي والتكنولوجي بشكل جذري.
الحوسبة الكمومية ليست مجرد تقنية مستقبلية بعيدة. يتم إحراز تقدم سريع نحو التطبيقات العملية، ومن المتوقع خلال الـ 10 إلى 20 عامًا القادمة أن تكسر أنظمة التشفير الحالية وتحدث ثورة في العديد من الصناعات. يشكل تهديد الأمن مسألة واقعية، مما يجعل الاستعداد لها أمرًا ضروريًا.
يضع صعود الحوسبة الكمومية الحتمي أمامنا خيارًا: هل سنحتضنها كفرصة، أم سنعتبرها مجرد تهديد؟ القرار يعود إلينا.
