كمبيوتر «الكوانتم» في الطريق إلينا.. والعالم غير جاهز لذلك

علق كارل ساغان مرة على ميكانيكا الكم بقوله إنها غريبة لدرجة أن «الحس العام يصبح بلا فائدة تقريبا عند التعامل معها».
لا يزال العلماء غير قادرين حتى الآن على فهم السبب الذي يجعل المادة تتصرف على مستوى الكوانتم (أي في باطن الذرة). ومع ذلك هم يبدعون أكثر في استغلال دينامياتها العجيبة، بطرق ربما تقلب قريبا أعمال التكنولوجيا رأسا على عقب.
أحد أكثر التطبيقات إثارة وأهمية يوجد في الحوسبة. من الناحية النظرية، تستطيع كمبيوترات الكوانتم الإفادة من التفاعلات التبادلية الغريبة التي تحدث على مستوى مكونات الذرة لحل مسائل معينة بسرعة تفوق بكثير ما تستطيعه الآلات الحاسبة العادية. وعلى الرغم من أن كمبيوتر الكوانتم الواسع النطاق لا يزال بعيدا عنا سنوات طويلة، إلا أن العلماء أحرزوا مؤخرًا بالفعل الكثير من التقدم في مجال المواد والتصاميم والطرق اللازمة لصناعة واحد منها.
يمكن أن يكون لذلك فوائد مدهشة.. إذ تستطيع كمبيوترات الكوانتم أن تحاكي الكيفية التي تسلك بها الذرة والجزيئات، وهو أمر عظيم الفائدة للكيميائيين وصانعي الأدوية.. حيث يمكنهم مثلا الوصول إلى الحل الأمثل للمشاكل، مثل كيفية تسيير الطائرات بفاعلية أكبر بكثير مما تستطيعه التكنولوجيا الحالية الآن.
ويمكنهم كذلك تسريع التقدم في الذكاء الاصطناعي وتحسين المجسّات والتوصل إلى تصميم أقوى وأعلى وعمل مواد صناعية أخف.
ولهذا ليس من الغريب أن نرى تدفق الاستثمار في هذا المجال. فمثلا تعمل حاليا كل من آي بي إم وميكروسوفت وجوجل على بناء مختبرات أبحاث كوانتم خاصة بها. وأصبحت الشركات الناشئة تحضر نفسها، والبنوك أصبحت مهتمة منذ الآن في هذا المجال. كما تبحث الحكومات عن تطبيقات خاصة باستكشاف الفضاء والأبحاث الطبية وجمع المعلومات الاستخبارية. ووكالة الأمن الوطنية الأمريكية كانت تحاول، بهدوء بالفعل ولسنوات، بناء كمبيوتر كوانتم على أمل أن تكون قادرة على صنع نظام لا يمكن إيقافه لفك الشفرات المختلفة.
ولكن ذلك يشير إلى مشكلة تحوم في الأفق. ولتبسيط ذلك بعض الشيء، علينا أن نذكر أن أدوات التشفير المستخدمة لحماية المعلومات على الإنترنت تعتمد عادة على مسائل رياضية صعبة، مثل تحليل أرقام صحيحة كبيرة إلى عوامل، وهي عملية لا تستطيع الكمبيوترات العادية حلها في إطار زمني معقول.
ولكن كمبيوترات الكوانتم تستطيع أن تقوم بشكل سريع بحل مثل تلك المعادلات.
ونتيجة لذلك، تستطيع هذه الكمبيوترات تحطيم أمن كل شيء بدءا من هواتف الجوال ووصولا إلى الاقتصاد وانتهاء بالحوسبة السحابية. وتشير بعض التقديرات إلى أنه في غضون عقدين من الزمان ستكون كمبيوترات الكوانتم قادرة على خرق جميع مفاتيح التشفير العامة المستخدمة حاليا. وتقول مؤسسة التحالف لأجل أمن الحوسبة السحابية، وهي مؤسسة غير ربحية إن «أثر ذلك على عالم الاقتصاد يمكن أن يكون مدمرا».
ولكن الذعر ليس مساويًا بعد للدرجة الرهيبة التي يبدو عليها. إذ يعمل الباحثون منذ الآن على التشفير «المقاوم للكوانتم». وتدعي بعض الشركات أنها أحرزت تقدمًا ملموسًا في هذا المجال. فمثلا تعمل جوجل، من بين شركات أخرى، على شكل جديد من الأمن الخاص بمتصفحها، وهو الذي يمكن أن يرفض قبول حسابات الكوانتم. كما أن هناك حاجة للمزيد من الأبحاث، ووكالات المعايير حول العالم واعية تماما لهذه المشكلة.
ومع ذلك من الأفضل أن يكون هناك بعض اليقظة.
على الشركات بشكل خاص الاهتمام بذلك، إذ إن لدى الكثير من هذه الشركات ملفات عليها تخزينها لسنوات طويلة، لأغراض قانونية أو تجارية. ولكن من المحزن أن القليل من هذه الشركات لديه استراتيجية بعيدة المدى لحمايتها.
هذا على وجه الخصوص أمر مثير للقلق، لأنه بدون أخذ الاحتياطات اللازمة، ستتمكن كمبيوترات الكوانتم في نهاية المطاف من الكشف عن السجلات الحساسة والملفات الطبية والبيانات المالية والأسرار التجارية المخزنة حاليا باستخدام طريقة التشفير العادية.
كما تستطيع الحكومات المساعدة في ذلك.. تحتاج حوسبة الكوانتم إلى كفاءات في الفيزياء وعلوم الكمبيوتر والهندسة، وهذا يصعب من الحصول على العاملين المؤهّلين في هذا المجال.. سوف يساعد الاستثمار العام في الأبحاث في علوم الكوانتم الأساسية في بناء قوة عمل ماهرة ويقوي من المعرفة التقنية، وسيعمل بشكل عام على خلق أساس لمجال جديد واعد. كما أنه سيسرع من تطوير تشفير أكثر قوة. ومزيد من التعاون بين سليكون فالي والحكومة، وهو الذي لم يلاحظ مؤخرًا، يمكن أن يكون شيئا لا يقدّر بثمن في هذا الخصوص.
باختصار، الحس العام ليس عديم الجدوى في الوصول إلى كمبيوترات الكوانتم، ولكنه يمكن أن يكون أفضل طريقة للتحضير لحقبة قادمة مليئة بالإثارة والدهشة.