أعلنت شركة غوغل بالشراكة مع منظمة “إكس برايز” غير الربحية، عن مسابقة عالمية مدتها 3 سنوات ومكافأتها 5 ملايين دولار أميركي، للبحث عن أفضل التطبيقات والحلول العملية بما يتعلق بعالم الحوسبة الكمومية.
وتهدف المسابقة التي انطلقت مطلع هذا الأسبوع يوم 4 مارس/آذار الجاري إلى إيجاد وإنشاء تطبيقات عملية وخوارزميات في الحوسبة الكمومية تساهم بشكل مباشر في تنمية المجتمع، سواء أكان ذلك بنتائج عاجلة أم بعيدة الأمد، وذلك وفقا لمعايير وأهداف الأمم المتحدة للتنمية المستدامة.
وكان عملاق التكنولوجيا غوغل بدأ بالفعل العمل في مجال الحوسبة الكمومية في وقت سابق بعد إعلانها لأول مرة صناعة معالج كمي أطلقت عليه معالج سيكامور في عام 2019، إلا أن المعالج كان قد أجرى بعض المهام التجريبية ولم يدخل حيز التطبيقات الحقيقية بعد.
ويقول رئيس قسم الخوارزميات الكمية التابع لغوغل رايان بابوش: إن هناك العديد من المسائل الرياضية المعقدة، إذ يمكن للحواسيب الكمومية حلها بشكل أسرع بكثير. ولكن حتى هذه اللحظة، قليل من يبادر إلى استخدام هذه الحلول لمعالجة مشاكل العالم الحقيقي، لذا نحن بحاجة إلى معرفة كيفية استخدام أجهزة الحاسوب الكمومية بشكل فعال على أرض الواقع.
ولتحقيق هذه الغاية، تسعى كل من غوغل وإكس برايز إلى تحفيز الباحثين والخبراء على إيجاد خوارزميات كمومية جديدة ضمن مسابقة مدتها 3 سنوات، ويشير بابوش إلى أن الخوارزميات الفائزة بالجائزة، ستقدم حلولا فعالة لمشاكل نواجهها اليوم مثل العثور على إلكتروليت أو “كهرل” أفضل للبطاريات (الإلكتروليت وهو أي مادة تحتوي على أيونات حرة تشكل وسطا ناقلا للكهرباء).
وليس بالضرورة أن تعالج الخوارزميات المشكلة بأكملها، لكن ما يُطلب من الباحثين فقط توضيح كيفية استخدام الخوارزمية، وشرح التفاصيل اللازمة المتعلقة بالحوسبة الكمومية.
ويحدِّد الفائز بالجائزة عدة معايير مثل مدى تأثير الحل، وهل يتطابق مع أهداف الأمم المتحدة للتنمية المستدامة، ومدى فعاليته في الأجهزة المتاحة. وستوزع مجموع الجائزة البالغة 5 ملايين دولار أميركي على 31 فائزا بقيم مختلفة وفقا للترتيب.
لماذا الإعلان عن الجائزة الآن؟
تمتلك أجهزة الحاسوب الكمومية إمكانات هائلة تساعد على مواجهة التحديات الموجودة اليوم، فعلى سبيل المثال، نشرت غوغل مؤخرا بحثا يتناول كيفية استخدام الحواسيب الكمومية لتسريع عملية تطوير الأدوية، أو تصميم مواد جديدة للبطاريات، أو العمل على هندسة مفاعلات اندماج نووية أكثر كفاءة.
إلا أن جميع الخوارزميات الكمومية المعروضة في البحث كانت في سياق المسائل الرياضية المجردة فحسب، ولم يبذل الكثير من العمل على اختبار هذه الخوازرميات على أرض الواقع.
لذا يطمح القائمون على المسابقة أن تساهم في تسليط الضوء على تقييم مدى فعالية استخدام الحوسبة الكمومية في الحياة الحقيقية، وما هي المشاكل التي يمكن معالجتها بهذه التقنية الحديثة.
ثورة حاسوبية
والحوسبة الكمومية باختصار هي أحد مجالات علوم الحاسوب التي تَستكشف مبادئ واستخدام ميكانيكا الكم لإجراء العمليات الحسابية. وعلى عكس أجهزة الحاسوب الكلاسيكية التي تعالج المعلومات باستخدام البتات التي تمثل إما 0 أو 1 (البت وحدة معلومات رقمية في الحاسوب وفي الاتصالات)، وتَستخدم الحواسيب الكمومية البت الكمومي، أو ما يعرف بالكيوبتس، والتي يمكن أن توجد في حالات متعددة في وقت واحد بسبب ظاهرة تسمى “التراكب الكمي”.
وتسمح هذه الخاصية لأجهزة الحاسوب الكمومية بإجراء العديد من العمليات الحسابية في وقت واحد، مما قد يؤدي إلى سرعات معالجة أسرع بكثير لأنواع معينة من المشاكل.
وبالإضافة إلى ذلك، يمكن للحواسيب الكمومية الاستفادة من ظاهرة كمومية أخرى تسمى “التشابك الكمي”، إذ يكون حالة بت كمومي مرتبطة بحالة أخرى، مما يتيح إجراء العمليات المعقدة بكفاءة وسرعة أعلى.