الحوسبة الكمومية: الولايات المتحدة تراهن على 9 شركات، نقطة التحول في الصناعة قد وصلت

في عام 1947، منحت العائلة المالكة الدنماركية نيلز بور لقب نبلاء.

هذا المؤسس لميكانيكا الكم، صمم لنفسه شعار عائلة مميز جدًا: في المركز ليس أسد، أو تاج، أو درع، بل رسمتا ليوتيغا (تايجي). والنقش حوله مكتوب باللغة اللاتينية: Contraria sunt complementa، بمعنى "المتضادات تكمل بعضها البعض".

هذه واحدة من أهم أفكار بور في حياته: الإلكترون يشبه الجسيم، ويشبه الموجة؛ الضوء يمتلك الطابع الجسيمي والموجي في آنٍ واحد. الوصفان اللذان يبدوان متناقضين، لا ينفي أحدهما الآخر، بل يصفان نفس العالم بشكل مشترك.

ومن المثير للاهتمام، أنه بعد مئة عام، لا زلنا نناقش الحوسبة الكمومية، وما زلنا نعود إلى هذا الرسم التايجي. الحوسبة الكمومية ليست مجرد جعل الحواسيب القديمة أسرع، بل الاعتراف بأن العالم في الأساس ليس أبيض وأسود، وليس 0 و1 فقط. إنها تفتح مساحة رمادية، متدفقة، مليئة بالإمكانات بين 0 و1.

لفترة طويلة، كانت الحوسبة الكمومية علمًا بعيدًا عن الواقع. لديها أساس فيزيائي على مستوى نوبل، وأبحاث ومكتشفات في المختبرات، لكنها لا تزال بعيدة عن حياة الناس اليومية، وتقييمات الأسواق المالية، وكأنها طبقة ضبابية تفصل بينهما.

لكن الآن، الوضع تغير.

في 21 مايو 2026، أعلنت وزارة التجارة الأمريكية: استنادًا إلى "قانون الرقائق والعلوم"، وقعت مذكرة تفاهم مع 9 شركات ذات صلة بالكم، بهدف تقديم حوافز اتحادية بقيمة 2.013 مليار دولار. وكمقابل، ستحصل الحكومة الأمريكية على حصص أقلية غير مسيطرة في تلك الشركات.

وهذا يمثل تدخلًا استراتيجيًا جديدًا من قبل الحكومة الأمريكية، بعد قطاعات مثل إنتل، والمعادن النادرة، ومعادن الليثيوم، عبر أسلوب الحصص. تأثيره لا يقتصر على ارتفاع أسهم الشركات الكمومية فحسب، بل الأهم أن الولايات المتحدة وضعت الحوسبة الكمومية رسميًا على قائمة الصناعات الوطنية التي يجب أن تُحتل مبكرًا، بدل أن تظل مجرد تقنية مستقبلية.

عندما يشارك رأس المال الخاص ورأس المال الوطني معًا، وعندما تبدأ الحكومة الأمريكية بالمشاركة عبر الحصص، فإن الحوسبة الكمومية لم تعد مجرد أبحاث في المختبرات، بل أصبحت صناعة جديدة يجب على المستثمرين فهمها:

• كيف ستغير الواقع الحقيقي؟
• من يسيطر على المسارات التقنية الرئيسية؟
• أي الشركات أصبحت على الطاولة الآن؟

ما هي الحوسبة الكمومية؟

1. حدود الحوسبة التقليدية

قبل مناقشة الحوسبة الكمومية، من المهم أن نفهم الحوسبة الكلاسيكية الحالية، من الحواسيب الشخصية إلى الحواسيب الفائقة — فهي الأساس الذي نبني عليه عالمنا.

أصغر وحدة في الحوسبة الكلاسيكية تسمى بت، ويمكن أن تكون 0 أو 1 فقط. مثل مفتاح كهربائي، إما مفتوح أو مغلق.

صورة، فيديو، تحويل بنكي، نموذج ذكاء اصطناعي، كلها يمكن تفكيكها إلى عدد هائل من 0 و1.

على سبيل المثال، عندما نرى كلمة "Apple" على الكمبيوتر، الكمبيوتر لا "يفهم" الكلمة مباشرة، بل يفصلها إلى حروف: A، p، p، l، e. وكل حرف له ترميز، مثل ASCII المبكر، حيث A يساوي 65، ويكتب ثنائيًا كـ 01000001؛ p يساوي 112، ويكتب ثنائيًا كـ 01110000. إذن، كلمة "Apple" في الأساس تتكون من سلسلة من 0 و1. ثم، بناءً على ملف الخط، يعرف الكمبيوتر كيف يجب أن يظهر كل حرف؛ وبناءً على بكسلات الشاشة، يقرر أي نقاط تضيء وأيها تظل مظلمة، وألوانها. وأخيرًا، نرى على الشاشة كلمة "Apple" كاملة.

إذن، الحواسيب الكلاسيكية لا تفهم النصوص أو الصور أو الفيديوهات بذاتها. هي تترجم كل شيء إلى 0 و1، وتعالجها بسرعة عالية جدًا. العالم الرقمي الحديث يعتمد على هذا الأسلوب "الأبله". هذا الأسلوب قوي جدًا، وعلى مدى العقود الماضية، بنى الإنسان الإنترنت، والهواتف، والألعاب، والحوسبة السحابية، والذكاء الاصطناعي، كلها على 0 و1.

لكن، للبت حدود، لأن بعض المشكلات ليست فقط "غير سريعة بما فيه الكفاية"، بل أن احتمالات الحلول فيها هائلة جدًا، بحيث حتى الحواسيب الكلاسيكية، بأقصى قدراتها، ستعجز عن حلها في الزمن الحقيقي. على سبيل المثال، كلمة سر ثنائية مكونة من 100 بت، احتمالاتها تساوي 2 مرفوعًا إلى 100. باستخدام أقوى حاسوب شخصي حاليًا، يمكن أن يستغرق كسرها حوالي 180 مليار سنة، حتى في أسوأ الحالات.

لكن، إذا زادت كلمة السر إلى 128 بت، واستخدمنا أسرع حاسوب فائق في العالم، مثل El Capitan، وافترضنا أن محاولة كلمة سر واحدة تتطلب عملية حسابية واحدة فقط، فسيحتاج الأمر حوالي 60 تريليون سنة. عمر الكون هو 13.8 مليار سنة، إذن، يحتاج الأمر إلى 430 ضعف عمر الكون.

وإذا زادت إلى 256 بت، فسيحتاج إلى 1.45 × 10¹⁴¹ ضعف عمر الكون، أي حوالي 145 صفرًا بعد الرقم 1 — وهو وقت لا يمكن للكون أن ينتظره.

البشرية، مع استمرار تسريع المعالجات على الرقائق، لم تعد قادرة على حل مثل هذه المشكلات.

في مواجهة هذا النمو الأسي، عادةً، تتبع الحواسيب الكلاسيكية خيارين:

• إما التجربة والخطأ حتى يصبح الوقت غير محتمل؛
• أو استخدام خوارزميات تقريبية على بعض المشكلات، تقبل بنتائج غير مثالية، لكنها كافية.

وهكذا، يسعى الإنسان، كما فعل عبر ملايين السنين، إلى انتقال نوعي في طرق الحساب.

2، الحوسبة الكمومية المذهلة

وحدة الحوسبة الكمومية ليست "بت"، بل تسمى كيوبت، أو "البت الكمومي". وعلى عكس البت الكلاسيكي، الذي يكون إما 0 أو 1، فإن الكيوبت قبل القياس، يكون في حالة تراكب من 0 و1 معًا.

هذه العبارة غريبة. لنفهمها بمثال: ورقتا لعب، واحدة منهما ملك، والأخرى جوكر، نختار واحدة عشوائيًا ونضعها على الطاولة، دون أن نفتحها. نحن نعلم أنها إما ملك أو جوكر، لكن لم نفتحها بعد، فهي في حالة غموض.

لكن، التراكب يختلف. قبل أن نراقب، الكيوبت يكون في حالة تراكب من أن يكون ملكًا وجوكرًا في آنٍ واحد، حتى نفتحها ونرى النتيجة، فهي تتحدد. هذا غريب جدًا، لدرجة أن يثير الرعب، فحتى مراقبتنا تؤثر على النتيجة، وهو ما يغير فهمنا للعالم بشكل جذري.

بالطبع، المثال مبسط جدًا، فـ"المراقبة" في ميكانيكا الكم ليست مجرد "نظرة"، وليست "تأثير الوعي على الكون"، بل أن أدوات القياس والبيئة تتدخل، وتغير النظام الصغير، وتنتج نتائج مختلفة.

البت الكلاسيكي هو حتمي، إما 0 أو 1.

أما الكيوبت، فهو احتمالي، ومع القياس، نعرف هل هو 0 أم 1.

في الحواسيب الكلاسيكية، في لحظة معينة، يمكن أن يكون هناك أربع حالات فقط لزوج من البتات:

00، 01، 10، 11

لكن، في حالة التراكب، يمكن لزوج من الكيوبتات أن يمثل جميع الحالات الأربعة في آنٍ واحد: 00، 01، 10، 11.

• ثلاثة كيوبتات يمكن أن تمثل 8 حالات.
• عشرة كيوبتات تمثل 1024 حالة.
• خمسون كيوبتًا تمثل حوالي عشرة ملايين مليار حالة.
• ثلاثمائة كيوبت تمثل أكثر من عدد الذرات في الكون المرصود.

كيف تتحول هذه الخاصية الكمومية إلى حساب؟ هذا يتطلب خوارزميات كمومية، تضعف الإجابات الخاطئة، وتقوي الإجابات الصحيحة، حتى تظهر النتيجة الصحيحة عند القياس.

مثال على ذلك: الحاسوب الكلاسيكي كأنه يبحث في الظلام عن طريق، مع وجود مليون طريق، يختبر واحدًا تلو الآخر، وإذا أخطأ، يرجع ويجرب طريقًا آخر.

أما الحاسوب الكمومي، فهو يخلق موجة من جميع الطرق معًا، والخوارزمية الكمومية تضع تداخل الموجات، وتستخدمها لاستنتاج الحل الصحيح من الاحتمالات.

الحوسبة الكمومية تختلف تمامًا في طريقة البحث عن الإجابة:

الحوسبة الكلاسيكية تعتمد على التجربة خطوة بخطوة. الحوسبة الكمومية تعتمد على التراكب، والتداخل، والتضخيم الاحتمالي.

وهذا هو الفرق الجوهري بينها وبين الحواسيب التقليدية.

• حتى أسرع حاسوب، يظل في النهاية يعتمد على عمليات ميكانيكية بين 0 و1.
• الحوسبة الكمومية تستفيد من قوانين العالم الميكروي: التراكب، والتداخل، والقياس.

نفس مهمة كسر الشيفرة، يمكن أن تنجزها الحواسيب التقليدية عبر التجربة، لكن الحواسيب الكمومية يمكن أن تعرف بشكل مباشر عددًا كبيرًا من الاحتمالات، وتستخدم خوارزميات للبحث عن الحل بسرعة أكبر.

وأكثر من ذلك، الحوسبة الكمومية تشبه "اللاهوت" الطبيعي، فكما أن محاكاة عاصفة رعدية على الحاسوب التقليدي تتطلب تقريبًا، فإنها تستهلك جهدًا كبيرًا. أما الحوسبة الكمومية، فهي جزء من الطبيعة، وتعمل وفق قوانينها، فهي أقرب إلى لغة الطبيعة. قال ريتشارد فاينمان: "الطبيعة ليست كلاسيكية. إذا أردت محاكاة الطبيعة، فالأفضل أن تصنعها كموميًا."

العالم في جوهره كمومي، والبشر عاجلاً أم آجلاً، سيحتاجون إلى آلة تعمل وفق قوانين الكم، لحساب هذا العالم الكمومي.

كيف ستغير الحوسبة الكمومية العالم؟

ليست الحوسبة الكمومية سحرًا شاملًا. فالأمور اليومية، مثل مشاهدة الفيديو، أو تحرير جداول، أو الألعاب، أو تدريب نماذج ضخمة، لا تزال تعتمد على الحواسيب التقليدية، ولن تكون أسرع باستخدامها.

قيمتها الحقيقية تكمن في نوع معين من المشكلات: تلك التي تتطلب استكشاف فضاء احتمالي هائل، وتحتوي على بنية يمكن استغلال التداخل الكمومي فيها. في هذه الحالات، يمكن أن تقدم تسريعًا من 2 إلى 100 مرة، بل أكثر، بحيث يتحول من "غير قابل للحل" إلى "ممكن الحل".

ثلاث فئات رئيسية من المشكلات:

الفئة الأولى، التشفير

حاليًا، تعتمد أمانات الإنترنت، مثل الدخول إلى الحسابات البنكية، والتشفير، والاتصالات الحكومية، على أنظمة مثل RSA وECC. في 1994، اقترح بيتر شور من مختبرات بيل خوارزمية كمومية تُعرف باسم Shor، والتي يمكن، إذا وُجدت حواسيب كمومية قوية بما يكفي، أن تكسر هذه التشفيرات بسرعة تفوق الحوسبة التقليدية.

وهذا يُعرف بـ "يوم الكم" أو "نهاية عصر التشفير" (Q-Day).

عندما تظهر حواسيب كمومية قوية، ستصبح كل الاتصالات المشفرة اليوم، بما فيها البيانات المالية، والوثائق الحكومية، معرضة للاختراق.

الأمر الأخطر: أن المهاجمين يمكنهم أن يخزنوا البيانات المشفرة الآن، ويعيدوا فك تشفيرها لاحقًا عندما تتوفر الحواسيب الكمومية، مما يهدد أمن البيانات على المدى الطويل.

هذه مخاطرة هائلة، لأن كل شيء يعتمد على التشفير، وإذا انهارت أنظمة الأمان، فسيكون ذلك كارثة على الثقة الرقمية.

الفئة الثانية، محاكاة الجزيئات

في 1981، اقترح فيمن أن الحوسبة الكمومية يمكن أن تُستخدم لمحاكاة الجزيئات، لأن التفاعلات بين الإلكترونات داخل الجزيء هي مسألة فيزياء كمومية. الحواسيب التقليدية، مع زيادة تعقيد النظام، تتطلب موارد حسابية تتزايد أُسّيًا.

أما الحواسيب الكمومية، فهي، بطبيعتها، أنظمة كمومية، ويمكنها أن تحاكي أنظمة كمومية أخرى بشكل أكثر دقة، مما يسرع اكتشاف الأدوية، وتصميم مواد جديدة، وتطوير بطاريات، ومحفزات كيميائية.

إذا نجحت، فستقلل بشكل كبير من زمن اكتشاف الأدوية، وتطوير مواد مبتكرة، وتسرع الابتكار في مجالات الطاقة والطب.

الفئة الثالثة، التحسين التوافقي

التحسين التوافقي، رغم أنه يبدو مجرد مفهوم نظري، إلا أنه موجود في حياتنا اليومية: مسارات الشحن، تصميم الدوائر، جدولة الرحلات، إدارة المحافظ المالية، وغيرها.

مثال شهير هو مشكلة التاجر المسافر: كيف يزور مجموعة من المدن مرة واحدة، ويعود إلى نقطة البداية، بأقصر مسافة؟

عندما يكون عدد المدن كبيرًا، تتزايد الاحتمالات بشكل أُسّي. 20 مدينة، تعني مليارات من الطرق؛ 30 مدينة، تتجاوز 10 أسودافا.

الحواسيب التقليدية، التي تفحص كل مسار، لا تستطيع ذلك في الزمن الحقيقي.

لكن، الحوسبة الكمومية، عبر تداخل الموجات، يمكن أن تسرع عملية البحث، وتزيد احتمالية العثور على الحل الأفضل.

إجمالًا، الحوسبة الكمومية ليست أداة لاستبدال الهواتف أو الحواسيب، بل آلة خاصة لحل المشكلات التي تتطلب استكشاف فضاءات احتمالية هائلة، وتؤثر على مجالات مهمة جدًا: أمن التشفير، اكتشاف الأدوية، المواد، التمويل، الدفاع، وكلها تمس بنية العالم الرقمي.

المفاصل الحاسمة في تطور الحوسبة الكمومية

الكيوبت هش جدًا، يتأثر بالحرارة، والضوضاء الكهرومغناطيسية، والاهتزازات الميكانيكية. لجعل الحواسيب الكمومية عملية، يجب أن نستخدم العديد من الكيوبتات لبناء "كيوبت منطقي" أكثر استقرارًا.

هناك حد فاصل يُعرف بـ عتبة التصحيح. يمكن تصور الأمر ككتابة جماعية: إذا أخطأ الجميع كثيرًا، فلن يكون هناك فائدة من التصحيح الجماعي. لكن إذا كانت الأخطاء نادرة، فبإضافة المزيد من الكيوبتات، يمكن تصحيح الأخطاء بشكل جماعي، وتقليل معدل الخطأ الكلي.

تصحيح الأخطاء الكمومي يعمل بنفس الطريقة.

عندما يكون معدل أخطاء الكيوبتات الفيزيائية أعلى من العتبة، فإن إضافة المزيد من الكيوبتات يزيد من الضوضاء، ويجعل النظام أكثر اضطرابًا. أما إذا كان معدل الأخطاء أقل من العتبة، فبإضافة الكيوبتات، يمكن تصحيح الأخطاء بشكل فعال، وتقليل معدل الأخطاء الكلي.

هذه هي عبور عتبة التصحيح — من "الفوضى" إلى "الاستقرار".

وقد تم تحقيق ذلك لأول مرة في ديسمبر 2024 بواسطة شركة جوجل مع شريحة Willow، حيث بلغت معامل التصحيح Λ = 2.14، مما يعني أن زيادة مسافة الشفرة بمقدار 2 تقلل معدل الخطأ بمقدار 2.14. بعد ذلك، تجاوزت شركات أخرى مثل Quantinuum وZuchongzhi 3.2 وQuEra هذه العتبة عبر تقنيات مختلفة.

عبر العتبة، بدأ النقاش يتحول من "هل يمكننا صنعها؟" إلى "متى يمكننا صنعها؟".

وفي عام 2025، بدأت ملامح التحول تظهر بشكل واضح.

السنة الأولى، استثمار خاص وسياسات داعمة

البيانات تظهر أن التمويل العام والخاص يتجهان بقوة نحو الحوسبة الكمومية.

بحسب بيانات QED-C، بحلول نهاية 2025، بلغ الالتزام المالي العالمي لصناعة الكم 567 مليار دولار. وفي ذات العام، استثمرت رؤوس أموال المخاطر في المجال 4.9 مليار دولار، منها 2.7 مليار في شركات أمريكية، بزيادة تقارب 60% عن 2024.

هذه الأرقام قبل إعلان الحكومة الأمريكية في مايو 2026 عن استثمار 2 مليار دولار.

خلال السنوات الخمس الماضية، كانت التمويلات الخاصة تركز على البحث العلمي، أما استثمار مايو 2026، فهو في البنية التحتية الصناعية: شركة IBM حصلت على مليار لبناء أول مصنع لرقائق الحوسبة الكمومية في أمريكا، وGlobalFoundries حصلت على 375 مليون دولار لتطوير شرائح CMOS منخفضة الحرارة، وأطلقت قسم "حلول تكنولوجيا الكم" لتقديم خدمات التصنيع لغيرها.

هذه الشركات استحوذت على 13.75 مليار دولار، أي 68% من المبلغ، والباقي 638 مليون دولار وزع على 7 شركات أخرى، منها 6 شركات بمليار دولار لكل منها، وDiraq بـ 38 مليون دولار.

كيف تؤثر على ثورة الذكاء الاصطناعي؟

الجواب يعود إلى تقييم فيمن عام 1981: الحواسيب التقليدية لا يمكنها أبدًا أن تحاكي العالم الكمومي بدقة، لأنها تعمل وفق قوانين غير كمومية.

الذكاء الاصطناعي، خاصة النماذج الكبيرة، هو في الأساس هندسة استنتاجات إحصائية. يتعلم أنماط اللغة والصور والفيديو بشكل متزايد الدقة، لكنه لا يستطيع، من الناحية الفيزيائية، أن يحل مسائل الكم بشكل أسرع من الحواسيب التقليدية. على سبيل المثال، GPT-5 يمكن أن يخبرك كيف يبدو جزيء معين، لكنه لا يستطيع حساب توزيع الإلكترونات بدقة، وهو مسألة فيزياء كمومية.

الذكاء الاصطناعي يعالج أنماط الإحصاء، والحوسبة الكمومية تحاكي الطبيعة الفيزيائية، وهما مجالان مختلفان، ولكل منهما حدوده وتطبيقاته. التقدم في مجالات مثل الأدوية، والطاقة، والمواد، والتشفير، يتطلب آلات تتوافق مع العالم الكمومي من الأساس، وليس مجرد تسريع للحوسبة.

وهذا هو السبب في أن IBM استثمرت مليار دولار لبناء مصنع للرقائق، وليس لمركز بيانات ذكاء اصطناعي آخر.

هل ستغير الحوسبة الكمومية العالم؟

ليست سحرًا شاملًا. فالأمور اليومية، مثل مشاهدة الفيديو، أو تحرير جداول، أو الألعاب، أو تدريب نماذج ضخمة، ستظل تعتمد على الحواسيب التقليدية، ولن تكون أسرع باستخدامها.

قيمتها الحقيقية تظهر في حل مشكلات ذات فضاء احتمالي هائل، وتحتوي على بنية يمكن استغلال التداخل الكمومي فيها. في هذه الحالات، يمكن أن تقدم تسريعًا من 2 إلى 100 مرة، أو أكثر، بحيث تتحول من "غير قابل للحل" إلى "ممكن الحل".

ثلاث فئات رئيسية من المشكلات:

الأولى، التشفير

حاليًا، تعتمد أمانات الإنترنت، مثل البنوك، والتشفير، والاتصالات الحكومية، على أنظمة مثل RSA وECC. في 1994، اقترح بيتر شور من مختبرات بيل خوارزمية كمومية تُعرف باسم Shor، والتي يمكن، إذا وُجدت حواسيب كمومية قوية، أن تكسر هذه التشفيرات بسرعة تفوق الحوسبة التقليدية.

وهذا يُعرف بـ "يوم الكم" أو "نهاية عصر التشفير" (Q-Day).

عندما تظهر حواسيب كمومية قوية، ستصبح كل البيانات المشفرة اليوم، بما فيها البيانات المالية، والوثائق الحكومية، معرضة للاختراق.

الأمر الأخطر: أن المهاجمين يمكنهم أن يخزنوا البيانات المشفرة الآن، ويعيدوا فك تشفيرها لاحقًا عندما تتوفر الحواسيب الكمومية، مما يهدد أمن البيانات على المدى الطويل.

هذه مخاطرة هائلة، لأن كل شيء يعتمد على التشفير، وإذا انهارت أنظمة الأمان، فسيكون ذلك كارثة على الثقة الرقمية.

الثانية، محاكاة الجزيئات

في 1981، اقترح فيمن أن الحوسبة الكمومية يمكن أن تُستخدم لمحاكاة الجزيئات، لأن التفاعلات بين الإلكترونات داخل الجزيء هي مسألة فيزياء كمومية. الحواسيب التقليدية، مع زيادة تعقيد النظام، تتطلب موارد حسابية تتزايد أُسّيًا.

أما الحواسيب الكمومية، فهي، بطبيعتها، أنظمة كمومية، ويمكنها أن تحاكي أنظمة كمومية أخرى بشكل أكثر دقة، مما يسرع اكتشاف الأدوية، وتصميم مواد جديدة، وتطوير بطاريات، ومحفزات كيميائية.

إذا نجحت، فستقلل بشكل كبير من زمن اكتشاف الأدوية، وتطوير مواد مبتكرة، وتسرع الابتكار في مجالات الطاقة والطب.

الثالثة، التحسين التوافقي

التحسين التوافقي، رغم أنه يبدو مجرد مفهوم نظري، إلا أنه موجود في حياتنا اليومية: مسارات الشحن، تصميم الدوائر، جدولة الرحلات، إدارة المحافظ المالية، وغيرها.

مثال شهير هو مشكلة التاجر المسافر: كيف يزور مجموعة من المدن مرة واحدة، ويعود إلى نقطة البداية، بأقصر مسافة؟

عندما يكون عدد المدن كبيرًا، تتزايد الاحتمالات بشكل أُسّي. 20 مدينة، تعني مليارات من الطرق؛ 30 مدينة، تتجاوز 10 أسودافا.

الحواسيب التقليدية، التي تفحص كل مسار، لا تستطيع ذلك في الزمن الحقيقي.

لكن، الحوسبة الكمومية، عبر تداخل الموجات، يمكن أن تسرع عملية البحث، وتزيد احتمالية العثور على الحل الأفضل.

إجمالًا، الحوسبة الكمومية ليست أداة لاستبدال الهواتف أو الحواسيب، بل آلة خاصة لحل المشكلات التي تتطلب استكشاف فضاءات احتمالية هائلة، وتؤثر على مجالات مهمة جدًا: أمن التشفير، اكتشاف الأدوية، المواد، التمويل، الدفاع، وكلها تمس بنية العالم الرقمي.

المفاصل الحاسمة في تطور الحوسبة الكمومية

الكيوبت هش جدًا، يتأثر بالحرارة، والضوضاء الكهرومغناطيسية، والاهتزازات الميكانيكية. لجعل الحواسيب الكمومية عملية، يجب أن نستخدم العديد من الكيوبتات لبناء "كيوبت منطقي" أكثر استقرارًا.

هناك حد فاصل يُعرف بـ عتبة التصحيح. يمكن تصور الأمر ككتابة جماعية: إذا أخطأ الجميع كثيرًا، فلن يكون هناك فائدة من التصحيح الجماعي. لكن إذا كانت الأخطاء نادرة، فبإضافة المزيد من الكيوبتات، يمكن تصحيح الأخطاء بشكل جماعي، وتقليل معدل الخطأ الكلي.

تصحيح الأخطاء الكمومي يعمل بنفس الطريقة.

عندما يكون معدل أخطاء الكيوبتات الفيزيائية أعلى من العتبة، فإن إضافة المزيد من الكيوبتات يزيد من الضوضاء، ويجعل النظام أكثر اضطرابًا. أما إذا كان معدل الأخطاء أقل من العتبة، فبإضافة الكيوبتات، يمكن تصحيح الأخطاء بشكل فعال، وتقليل معدل الأخطاء الكلي.

هذه هي عبور عتبة التصحيح — من "الفوضى" إلى "الاستقرار".

وقد تم تحقيق ذلك لأول مرة في ديسمبر 2024 بواسطة شركة جوجل مع شريحة Willow، حيث بلغت معامل التصحيح Λ = 2.14، مما يعني أن زيادة مسافة الشفرة بمقدار 2 تقلل معدل الخطأ بمقدار 2.14. بعد ذلك، تجاوزت شركات أخرى مثل Quantinuum وZuchongzhi 3.2 وQuEra هذه العتبة عبر تقنيات مختلفة.

عبر العتبة، بدأ النقاش يتحول من "هل يمكننا صنعها؟" إلى "متى يمكننا صنعها؟".

وفي عام 2025، بدأت ملامح التحول تظهر بشكل واضح.

السنة الثانية، تسارع التطور

منذ إصدار شركة جوجل لشريحة Willow قبل حوالي سنة ونصف، حدثت تطورات كثيرة.

التحول الهيكلي واضح!

1، استثمار خاص وسياسات داعمة

البيانات من السوق المالي تظهر ذلك بوضوح.

وفقًا لبيانات QED-C، حتى نهاية 2025، بلغت الالتزامات المالية العالمية لصناعة الكم 567 مليار دولار. وفي ذات العام، استثمرت رؤوس أموال المخاطر 4.9 مليار دولار، منها 2.7 مليار في شركات أمريكية، بزيادة تقارب 60% عن 2024.

هذه الأرقام قبل إعلان الحكومة الأمريكية في مايو 2026 عن استثمار 2 مليار دولار.

خلال الخمس سنوات الماضية، كانت التمويلات الخاصة تركز على البحث العلمي، أما استثمار مايو 2026، فهو في البنية التحتية الصناعية: شركة IBM حصلت على مليار لبناء أول مصنع لرقائق الحوسبة الكمومية في أمريكا، وGlobalFoundries حصلت على 375 مليون دولار لتطوير شرائح CMOS منخفضة الحرارة، وأطلقت قسم "حلول تكنولوجيا الكم" لتقديم خدمات التصنيع لغيرها.

هذه الشركات استحوذت على 13.75 مليار دولار، أي 68% من المبلغ، والباقي 638 مليون دولار وزع على 7 شركات أخرى، منها 6 شركات بمليار دولار لكل منها، وDiraq بـ 38 مليون دولار.

كيف تؤثر على ثورة الذكاء الاصطناعي؟

الجواب يعود إلى تقييم فيمن عام 1981: الحواسيب التقليدية لا يمكنها أبدًا أن تحاكي العالم الكمومي بدقة، لأنها تعمل وفق قوانين غير كمومية.

الذكاء الاصطناعي، خاصة النماذج الكبيرة، هو في الأساس هندسة استنتاجات إحصائية. يتعلم أنماط اللغة والصور والفيديو بشكل متزايد الدقة، لكنه لا يستطيع، من الناحية الفيزيائية، أن يحل مسائل الكم بشكل أسرع من الحواسيب التقليدية. على سبيل المثال، GPT-5 يمكن أن يخبرك كيف يبدو جزيء معين، لكنه لا يستطيع حساب توزيع الإلكترونات بدقة، وهو مسألة فيزياء كمومية.

الذكاء الاصطناعي يعالج أنماط الإحصاء، والحوسبة الكمومية تحاكي الطبيعة الفيزيائية، وهما مجالان مختلفان، ولكل منهما حدوده وتطبيقاته. التقدم في مجالات مثل الأدوية، والطاقة، والمواد، والتشفير، يتطلب آلات تتوافق مع العالم الكمومي من الأساس، وليس مجرد تسريع للحوسبة.

وهذا هو السبب في أن IBM استثمرت مليار دولار لبناء مصنع للرقائق، وليس لمركز ذكاء اصطناعي آخر.

هل ستغير الحوسبة الكمومية العالم؟

ليست سحرًا شاملًا. فالأمور اليومية، مثل مشاهدة الفيديو، أو تحرير جداول، أو الألعاب، أو تدريب نماذج ضخمة، ستظل تعتمد على الحواسيب التقليدية، ولن تكون أسرع باستخدامها.

قيمتها الحقيقية تظهر في حل مشكلات ذات فضاء احتمالي هائل، وتحتوي على بنية يمكن استغلال التداخل الكمومي فيها. في هذه الحالات، يمكن أن تقدم تسريعًا من 2 إلى 100 مرة، أو أكثر، بحيث يتحول من "غير قابل للحل" إلى "ممكن الحل".

ثلاث فئات رئيسية من المشكلات:

الأولى، التشفير

حاليًا، تعتمد أمانات الإنترنت، مثل البنوك، والتشفير، والاتصالات الحكومية، على أنظمة مثل RSA وECC. في 1994، اقترح بيتر شور من مختبرات بيل خوارزمية كمومية تُعرف باسم Shor، والتي يمكن، إذا وُجدت حواسيب كمومية قوية، أن تكسر هذه التشفيرات بسرعة تفوق الحوسبة التقليدية.

وهذا يُعرف بـ "يوم الكم" أو "نهاية عصر التشفير" (Q-Day).

عندما تظهر حواسيب كمومية قوية، ستصبح كل البيانات المشفرة اليوم، بما فيها البيانات المالية، والوثائق الحكومية، معرضة للاختراق.

الأمر الأخطر: أن المهاجمين يمكنهم أن يخزنوا البيانات المشفرة الآن، ويعيدوا فك تشفيرها لاحقًا عندما تتوفر الحواسيب الكمومية، مما يهدد أمن البيانات على المدى الطويل.

هذه مخاطرة هائلة، لأن كل شيء يعتمد على التشفير، وإذا انهارت أنظمة الأمان، فسيكون ذلك كارثة على الثقة الرقمية.

الثانية، محاكاة الجزيئات

في 1981، اقترح فيمن أن الحوسبة الكمومية يمكن أن تُستخدم لمحاكاة الجزيئات، لأن التفاعلات بين الإلكترونات داخل الجزيء هي مسألة فيزياء كمومية. الحواسيب التقليدية، مع زيادة تعقيد النظام، تتطلب موارد حسابية تتزايد أُسّيًا.

أما الحواسيب الكمومية، فهي، بطبيعتها، أنظمة كمومية، ويمكنها أن تحاكي أنظمة كمومية أخرى بشكل أكثر دقة، مما يسرع اكتشاف الأدوية، وتصميم مواد جديدة، وتطوير بطاريات، ومحفزات كيميائية.

إذا نجحت، فستقلل بشكل كبير من زمن اكتشاف الأدوية، وتطوير مواد مبتكرة، وتسرع الابتكار في مجالات الطاقة والطب.

الثالثة، التحسين التوافقي

التحسين التوافقي، رغم أنه يبدو مجرد مفهوم نظري، إلا أنه موجود في حياتنا اليومية: مسارات الشحن، تصميم الدوائر، جدولة الرحلات، إدارة المحافظ المالية، وغيرها.

مثال شهير هو مشكلة التاجر المسافر: كيف يزور مجموعة من المدن مرة واحدة، ويعود إلى نقطة البداية، بأقصر مسافة؟

عندما يكون عدد المدن كبيرًا، تتزايد الاحتمالات بشكل أُسّي. 20 مدينة، تعني مليارات من الطرق؛ 30 مدينة، تتجاوز 10 أسودافا.

الحواسيب التقليدية، التي تفحص كل مسار، لا تستطيع ذلك في الزمن الحقيقي.

لكن، الحوسبة الكمومية، عبر تداخل الموجات، يمكن أن تسرع عملية البحث، وتزيد احتمالية العثور على الحل الأفضل.

إجمالًا، الحوسبة الكمومية ليست أداة لاستبدال الهواتف أو الحواسيب، بل آلة خاصة لحل المشكلات التي تتطلب استكشاف فضاءات احتمالية هائلة، وتؤثر على مجالات مهمة جدًا: أمن التشفير، اكتشاف الأدوية، المواد، التمويل، الدفاع، وكلها تمس بنية العالم الرقمي.

المفاصل الحاسمة في تطور الحوسبة الكمومية

الكيوبت هش جدًا، يتأثر بالحرارة، والضوضاء الكهرومغناطيسية، والاهتزازات الميكانيكية. لجعل الحواسيب الكمومية عملية، يجب أن نستخدم العديد من الكيوبتات لبناء "كيوبت منطقي" أكثر استقرارًا.

هناك حد فاصل يُعرف بـ عتبة التصحيح. يمكن تصور الأمر ككتابة جماعية: إذا أخطأ الجميع كثيرًا، فلن يكون هناك فائدة من التصحيح الجماعي. لكن إذا كانت الأخطاء نادرة، فبإضافة المزيد من الكيوبتات، يمكن تصحيح الأخطاء بشكل جماعي، وتقليل معدل الخطأ الكلي.

تصحيح الأخطاء الكمومي يعمل بنفس الطريقة.

عندما يكون معدل أخطاء الكيوبتات الفيزيائية أعلى من العتبة، فإن إضافة المزيد من الكيوبتات يزيد من الضوضاء، ويجعل النظام أكثر اضطرابًا. أما إذا كان معدل الأخطاء أقل من العتبة، فبإضافة الكيوبتات، يمكن تصحيح الأخطاء بشكل فعال، وتقليل معدل الأخطاء الكلي.

هذه هي عبور عتبة التصحيح — من "الفوضى" إلى "الاستقرار".

وقد تم تحقيق ذلك لأول مرة في ديسمبر 2024 بواسطة شركة جوجل مع شريحة Willow، حيث بلغت معامل التصحيح Λ = 2.14، مما يعني أن زيادة مسافة الشفرة بمقدار 2 تقلل معدل الخطأ بمقدار 2.14. بعد ذلك، تجاوزت شركات أخرى مثل Quantinuum وZuchongzhi 3.2 وQuEra هذه العتبة عبر تقنيات مختلفة.

عبر العتبة، بدأ النقاش يتحول من "هل يمكننا صنعها؟" إلى "متى يمكننا صنعها؟".

وفي عام 2025، بدأت ملامح التحول تظهر بشكل واضح.