العد التنازلي! جدول زمني لكشف النقاب عن اختراق الحوسبة الكمومية "نووية" يتكشف، حيث ستشعل حرب القوة الحاسوبية في عام 2029، هل لا تزال مكانة "الذهب الرقمي" لـ $BTC و $ETH ثابتة؟

في مؤتمر حديث للمستثمرين، شرح خبراء كبار من معهد أبحاث IBM المسار الاستراتيجي للحوسبة الكمومية. قدموا جدولاً زمنياً واضحاً: تحقيق التفوق الكمومي في عام 2026، والوصول إلى الحوسبة المقاوِمة للأخطاء في عام 2029. وهذا يمثل تحديد نقاط هندسية قابلة للتحقق من تقنية لطالما اعتُبرت خيالاً علمياً.

حاليًا، دخلت الصناعة “المرحلة العملية”. مع أنظمة تحتوي على حوالي 100 كيوبت، ومعدل خطأ مزدوج يقارب 1 في 1000، فإن قدراتها تجاوزت حدود المحاكاة التي يمكن للحواسيب الكلاسيكية أن تصل إليها. المعالج القادم من الجيل، المسمى “نايتهاوك”، سيُطلق في عام 2026، بهدف دعم ميزة كمومية “نظيفة وصارمة وقابلة للإثبات”. أما النظام المقاوم للأخطاء في عام 2029، فهو يُعد نقطة تحول تكنولوجية حقيقية.

تشير تحليلات السوق إلى أن التقدم الأخير في التحكم في معدلات الخطأ، وقابلية توسعة الأنظمة، والتكامل مع الحوسبة التقليدية، يجعل التوقيتات المذكورة واقعية. قد يتمكن المستثمرون الذين يفهمون سلسلة التوريد الكاملة للحوسبة الكمومية وتأثيرها على صناعة أشباه الموصلات من استغلال فرص الاختراق التكنولوجي بشكل أفضل، مع إدارة المخاطر المحتملة.

تُعد الكيوبتات فائقة التوصيل الطريق السائد للحوسبة الكمومية العامة. ويعتمد اختيارها على ثلاثة معايير صارمة: الجودة، وقابلية التوسع، والسرعة. فقد انخفض معدل الخطأ لكل كيوبت من 1 في 10,000 إلى 1 في 10,000 خلال السنوات الست الماضية، وهو تحسن بمقدار ثلاثة أضعاف. في التصنيع، يمكنها الاستفادة من عمليات الطباعة الحجرية الناضجة، وهي متوافقة مع خطوط إنتاج أشباه الموصلات الحالية. كما أن سرعة عمليات البوابات فيها أسرع بعدة آلاف من الأنظمة المنافسة مثل مصائد الأيونات والذرات المحايدة. تراكم الخبرة في تصنيع أشباه الموصلات يُعد ميزة هيكلية لمسار الكيوبتات فائقة التوصيل.

أما العقبة الأساسية لتوسعة المعالجات الكمومية، فقد تحولت من الفيزياء الأساسية إلى تحديات هندسية. تشمل الأولويات الحالية زيادة كثافة خطوط التحكم في أنظمة التبريد، وإدارة الأحمال الحرارية في بيئات قريبة من الصفر المطلق، والحفاظ على التجانس ومعدلات الإنتاج عند زيادة عدد الكيوبتات إلى مئات أو آلاف، ودمج إلكترونيات تحكم يمكنها العمل في بيئات قاسية. تتداخل هذه التحديات بشكل كبير مع الخبرة الأساسية لصناعة أشباه الموصلات.

تنقسم خارطة الطريق التقنية إلى ثلاث مراحل. عام 2026 هو أول نقطة رئيسية، حيث سيتم تحقيق التفوق الكمومي عبر معالج “نايتهاوك”، الذي يدمج المزيد من الموصلات، ويدعم دوائر كهربائية أعمق، ويمكنه تنفيذ ما يصل إلى 5000 عملية بوابة. لضمان الشفافية، أنشأت الأطراف “متتبعات التفوق الكمومي” مفتوحة للتحقق المستقل.

أما عام 2029، فهو المرحلة الثانية والأهم، حيث يُتوقع أن يتحقق الحوسبة الكمومية المقاوِمة للأخطاء. سيكون النظام مزودًا بحوالي 200 كيوبت منطقي، ويمكنه تنفيذ حوالي 100 مليون عملية بوابة، أي أكثر بنحو 20,000 مرة من 5000 الحالية. وتُعد هذه المرحلة نقطة انطلاق لتأثير تحويلي عميق للحوسبة الكمومية.

ستظل الحوسبة الكلاسيكية والكمومية تتعايشان بشكل طويل الأمد، مع تعاون وثيق. فالحوسبة الكلاسيكية لا يمكن استبدالها في الحسابات التقليدية، بينما تتفوق الحوسبة الكمومية في معالجة مسائل معقدة مثل تحليل الأعداد الكبيرة. ومن الجدير بالذكر أن الحوسبة الكمومية نفسها تتطلب دعمًا قويًا من الحوسبة الكلاسيكية، خاصة في عمليات فك تشفير تصحيح الأخطاء، حيث ستتزايد الحاجة إلى قوة حوسبة كلاسيكية عالية في الأنظمة المقاومة للأخطاء في المستقبل.

أما الموجة القادمة من الابتكار، فستأتي من خوارزميات هجينة كمومية-كلاسيكية، والتي تتطلب زمن استجابة عالي جدًا في الاتصال بين المعالجات الكمومية ووحدة المعالجة المركزية/وحدة معالجة الرسوميات. هذا الطلب على التكامل هو الذي يدفع الصناعة نحو بنية حوسبة موحدة ذات ارتباط محكم وتصميم تعاوني.

على مستوى التطبيق، من المتوقع أن تظهر المزايا الكمومية أولاً في مجالي علوم المواد والكيمياء، حيث تتوافق الفيزياء الكمومية بشكل طبيعي مع القضايا الأساسية لهذه التخصصات. كما أن مشاكل التحسين المعقدة في مجالي المالية واللوجستيات تمتلك إمكانيات كبيرة، حيث تواجه الخوارزميات التقليدية قيودًا في قابلية التوسع.

ويُحول التحليل الاستراتيجي التركيز من حالات الاستخدام المعزولة إلى أربع فئات رئيسية من الخوارزميات: الأنظمة الديناميكية والمعادلات التفاضلية الجزئية، الأنظمة الهاملتونية والجبر الخطي، التحسين التوافقي، والعمليات العشوائية. تشكل هذه الأنواع الأربعة من الخوارزميات جوهر الحوسبة الحرجة على مستوى المؤسسات.

ومن المتوقع أن تأتي “لحظة ChatGPT” الحقيقية حوالي عام 2029، حينها ستُحقق الأنظمة المقاومة للأخطاء اختراقات في مسائل التحسين متعددة الأهداف في صناعات متعددة مثل المالية، واللوجستيات، والطاقة، مما يعزز ثورات أعمق في مواد الهندسة، والكيمياء، وتطوير الأدوية الجديدة.