المقالات
تكنولوجيا الكمّ: طفرة تكنولوجيةٌ جديدةٌ
لا توجد تعليقات
إعداد/ هنا داود
باحث مساعد في برنامج دراسات الدول التركية
تُعدُ تكنولوجيا الكمِّ واحدةً من أبرزِ الطفرات العلمية في العصر الحديث، حيث تمثّلُ تحولًا جذريًا في طرق الحوسبة والاتصال والاستشعار. وبفضل قدراتها الفائقة، تُعيد هذه التكنولوجيا رسْمَ ملامح المنافسة الجيوسياسية وتفتح آفاقًا جديدة في ميادين الاقتصاد والأمن والطب.
أولاً مفهومُ تكنولوجيا الكمّ
تكنولوجيا الكم هي تكنولوجيا حديثة نسبيًا تعمل على توفيرِ قدراتٍ وامكانياتٍ جديدةٍ في مجالات الحوسبة والاتصالات والاستشعار بالاعتماد على خصائص الفيزياء الكمومية بما فيها مبادئ ميكانيكا الكم، والجدير بالذكر أن هذه التقنية ليست جديدةً بالمرة، ولكنها ظهرتْ أولَ مرةٍ مع تطويرِ تقنياتِ الطاقةِ النووية واستخدامها في صناعة أشباه المواصلاتٍ وكجزءٍ من الثورةِ الصناعية هو ما يعتبر حديث نسبيا[1].
تعمل تكنولوجيا الكم على أساسيات هامة أبرزها ” ظاهرة التراكب Superposition” والتي تجعلُ البرمجةَ الكمومية أكثر تعقيدًا من البرمجة الكلاسيكية حيث تعملُ على عددٍ كبيرٍ من الاحتمالات أثناء العمليات الحسابية لا توفرها البرمجة الكلاسيكية، أما الظاهرة الثانية ” التشابك entangled” والتي تعمل من خلال جعْلِ البتات الكمومية في حالةٍ واحدةٍ أي جعلُها متشابكةً وبالتالي التغير في بت كمومي واحد يؤثر مباشرة على البت الكمومي الآخر.2
ثانيًا: التكنولوجيا الكلاسيكية وتكنلوجيا الكم
تختلفُ التكنولوجيا الكمومية عن التكنولوجيا الكلاسيكية في استخدامها للتقنيات الكمومية مثل ” التشابك” و” التراكب” التي تزيدُ قدرةَ تقنياتِ الحوسبة والاتصالاتِ بشكلٍ كبيرٍ، والتي لا تستطيعُ التكنولوجيا الكلاسيكيةُ محاكاته، وتختلف الوحدة الأولية للتكنولوجيا الكمومية عن التكنولوجيا الكلاسيكية حيث تعتبر ” الكي وبتات” هي الوحدةُ الأوليةُ للتكنولوجيةِ الكموميةِ والتي تختلف عن “بتات” في التكنولوجيا الكلاسيكية، وكما هو معلوم أن “بت bit” خلال العمليات الحسابية يستطيعُ أن يحملَ قيمة 0 أو 1 ولكن ” الكيوبيت qubit” يستطيع أن يحمل قيمة 0 أو 1 أو كلاهما معا وهو ما يتولّدُ عنه احتمالاتٌ أكبر أثناء العمليات الحسابية وبالتالي تسريع عملية الحوسبة بشكل فائق[2].
ثالثًا: أهمية تكنولوجيا الكم
تشتملُ تكنولوجيا الكم على ثلاثةِ فروعٍ أو تطبيقاتٍ أساسيةٍ هي الحوسبةُ الكمومية، والاتصالات الكمومية، والاستشعار الكمي وتوفر التكنولوجيا الكمومية من خلال هذه التطبيقات فوائد هائلة وثورية في العديد من المجالات منها العسكرية والطبية والاقتصادية وغيرها حيث ستتمكن من توفير:
-
قفزةٍ نوعيةٍ في مجال الطب حيث توفرُ تقنياتٍ غير ممكنة في صناعة الأدوية والعقاقير، القدرة على خلْقِ بينةٍ قويةٍ للبيانات في المراكز الطبية ورفع القدرة على التنبؤ في التشخيصات المتقدمة.
-
تجاربِ غيرِ مسبوقةٍ مثل التجارب السريرية الحاسوبية والتي تعتبرُ نوعًا من المحاكاة التي تعملُ بشكلٍ افتراضيٍ دون التضحية بخلية حية واحدة من أجل ضمان السلامة مسبقًا[3].
-
مساهمةٍ في الأمن القومي كميزةٍ استراتيجيةٍ هائلةٍ حيث يمكنُ للاستشعار الكمي والاتصالات الكمومية تعزيزُ قدرةِ الدول على جمْعِ المعلوماتِ الاستخباراتيةِ وتحسينِ عمليةِ صُنعِ القرار بشكل كبير في القرارات العسكرية الهامة.
-
توفّرِ ما يُسمى بالتشفير المقاوم بمعنى أن تقنياتِها تساعدُ على اكتشافِ التهديداتِ الخفية، بل أنها تعزز قدرات المراقبة بشكل كبير، كما تساهم الحوسبة الكمومية في تحسين الخدمات اللوجستية وتحسين سلاسل التوريد.
-
فوائدَ اقتصاديةٍ كبيرةٍ لأن مثل هذه التكنولوجيا تساهم في دفْعِ عجلةِ الابتكار إلى الأمام وتساعد في خلق تطبيقات واسعة تتجاوز مجالا الدفاع والأمن القومي، تساعد في جعل الدولة المنفذة لها
منافسة دوليًا. [4]
تطبيقاتُ تكنولوجيا الكم
تقدمُ التكنولوجيا الكمومية تطبيقاتٍ متنوعةً وهذه التطبيقات بدورها لها مساهماتٌ وفوائدُ لا يمكنُ حصرها وبالطبع لها بعض المخاطر، ومن أبرز هذه التطبيقات الحوسبة الكمومية، والاتصالات الكمومية، والاستشعار الكمي، سنعرض لكم في شيء من التفصيل هذه مساهمة هذه التطبيقات في المجالات المختلفة:
-
الحوسبةُ الكمومية
تُعتبرُ الحوسبة الكمومية من أبرز وأهمِّ تطبيقات تكنولوجيا الكم والتي نالتْ اهتماماً شديداً في الفترة الأخيرة ومن المتوقع أن تنمو مساهمتها بشكل كبير في السنوات التالية، ويمكن تعريف الحوسبة الكمومية باعتبارها أجهزة كمبيوتر فائقة السرعة تستطيعُ القيامَ بالعملياتِ الحسابية بشكلٍ يفوقُ الأجهزةَ الكلاسيكيةَ وبشكلٍ مختلفٍ تما ما بالاعتماد على مبادئ تكنولوجيا الك م[5].
وتتمتع بقدرة هائلة على تحليل البيانات الضخمة التي لا يمكن للأجهزة الكلاسيكية التعامل معها بالإضافة إلى قدرتها الفائقة على فك تشفير البيانات وكسر طرق التشفير الحديثة مما يجعل لها اسهامات كبيرة في مجالات عِدة أبرزها الأمن القومي[6].
حجمُ السوقِ العالمي للحوسبة الكمومية
قُدّر حجمُ سوق الحوسبة السحابية في عام 2023 بحوالي 1.187 مليون دولار أمريكي، ومن المتوقع أن يستمر في النمو بشكل سنوي بمعدل 19.1% من عام 2024 وحتى عام 2032 لينتقل من 1.410.65 مليون دولار امريكي في عام 2024 إلى 5.717.80 مليون دولار أمريكي في عام 2032[7].
تكنولوجيا الكم في عالم السياسة
لم تتطورْ تكنولوجيا الكم بعيدًا عن عالم السياسة، حيث تلعبُ تكنولوجيا الكم دورًا متزايدَ الأهميةِ في إعادة تشكيل ملامح السياسة العالمية، لا سيَّما في مجال الأمن السيبراني والاستراتيجيات الدفاعية. فمن جهةٍ، يثيرُ تطورَ الحواسيبِ الكمومية القوية مخاوفَ جديةً بشأن قدرتها على كسْرٓ أنظمة التشفير التقليدية، مما يهدد خصوصية البيانات وأمن الاتصالات الحساسة بين الدول. ومن جهة أخرى، يعمل علماء الكم على تطويرِ حلولٍ مبتكرةٍ لمواجهة هذه التهديدات، مثل التشفير الكمومي وتحديدًا تقنية توزيع المفاتيح الكمومية، التي تستفيدُ من ظاهرةِ التشابك الكمومي لتأمين الاتصالات وكشفِ أي محاولةٍ للتنصتِ بشكلٍ فوري.ٍ ورغم أن هذه التقنية لا تزالُ في مراحلها الأولى، إلا أنها تفتحُ البابَ أمام تحولٍ جذريٍ في كيفية تأمين المعلومات. ومع ذلك، تركّزُ وكالاتُ الأمن السيبراني في دولٍ كبرى مثل الولايات المتحدة والمملكة المتحدة حاليًا على تطوير خوارزميات تشفير “آمنة كموميًا” أكثر نضجًا، في خطوةٍ تعكسُ التوازنَ السياسيَ بين الاستعداد للمستقبل والحفاظ على الاستقرار التكنولوجي الراهن.
وتُعدُ تكنولوجيا الكم هي مجال جديد للتنافس بين القوى العظمى مثل الولايات المتحدة الأمريكية والصين فيشهدُ العالمُ اليومَ مرحلةً متقدمةً من التنافس التكنولوجي بين الولايات المتحدة والصين، وتُعد تكنولوجيا الكم إحدى أبرز ساحات هذا الصراع الجيوسياسي المتصاعد، فعلى الرغم من أن الحواسيب الكمومية ما تزالُ في طورها التجريبي ولم تُثبتْ بعد قابليتها للتطبيق العملي على نطاق واسع، فإن حجمَ الاستثماراتِ والتسابقِ على الريادة في هذا المجال يعكسان إدراكًا عميقًا لإمكانياته الثورية، لا سيَّما في مجالاتٍ مثل التشفير، وأمن المعلومات، والذكاء الاصطناعي. وتخشى كلٌ من واشنطن وبكين من أن تفقدَ إحداهما موقعَ الصدارةِ لصالح الأخرى، وهو ما يخلقُ بيئةً من الريبةِ والانغلاقِ، تتجلى في فرْضِ قيودٍ على التعاون العلمي وتبادلِ الخبراتِ، كما هو الحال مع القيود الأمريكية على تصديرِ مكوناتٍ محددةٍ تُستخدمُ في بناء الحواسيب الكمومية. ورغم هذا التوتر، فإن الأبعادَ الاقتصاديةَ والتكنولوجيةَ المشتركة بين القوتين تُظهرُ أن المجالَ لا يزال مفتوحًا لوضْعِ أُطرٍ تعاونيةٍ في التطبيقات السلمية لتكنولوجيا الكم، كتطوير حلول في الطب والمناخ والزراعة، غير أن الفشل في صياغة مثل هذه الأطر قد يؤدي إلى تضخيم مسار التنافس وتحويله إلى سباق استراتيجي طويل الأمد، يُهدد بعرقلة الابتكار العالمي وتضييق فرص التنظيم المسؤول لهذه التكنولوجيا الناشئة[8]
ولننظر عن كثبٍ في التنافس الأمريكي- الصيني في هذا المجال، يُلاحظ وجودُ فجوةٍ تمويليةٍ كبيرةٍ بين الولايات المتحدة والصين في استثمارات القطاع الخاص في مجال تكنولوجيا الكم، حيث تُظهر البياناتُ أن الشركاتِ الناشئةَ الصينية تعاني من نقْصٍ حادٍ في التمويل مقارنةً بنظيراتها الأميركية، فبحسب تقرير صادر عن مؤسسة RAND في عام 2022، لم تتجاوزْ قيمة الاستثمارات الموجهة للشركات الناشئة في الصين 44 مليون دولار، في حين بلغ حجم التمويل لنظيراتها الأمريكية ما يقاربُ 1.28 مليار دولار، وهو فارقٌ شاسعٌ يعكسُ اختلالًا واضحًا في الموارد، وتؤكد دراسة أخرى أعدّتها شركة ماكنزي عام 2023 هذا التفاوت، موضحةً أن حجمَ الاستثماراتِ الخاصةِ في الشركات الناشئة الأمرؤكية في مجال الكم يفوق نظيرتها الصينية بنحو عشرة أضعاف.
إلا أن الصين تسعى لتحويل هذا التحدي إلى فرصة، من خلالِ توجيهِ تركيزِ شركاتها الناشئة نحو تسويق وتطبيق التكنولوجيات الكمومية المتوفرة بدلًا من تطويرها من الصفر، بالإضافة إلى الاعتماد على الدعم الحكومي لتعويض الفجوة التمويلية.
على جانب آخر، تُظهرُ البياناتُ المتعلقةُ ببراءات الاختراع في مجال تكنولوجيا الكم أن الصين تتصدرُ بفارقٍ واضحٍ في عدد البراءات المحلية المتعلقة بالاتصالات الكمومية، كما تحظى بميزةٍ ملحوظةٍ في مجال الاستشعار الكمومي، في حين تتفوق الولايات المتحدة في براءات اختراع الحوسبة الكمومية[9]
حجمُ براءاتِ الاختراعِ لكل نوع من تكنولوجيا الكم
ختامًا، تمثلُ تكنولوجيا الكم نقلةً نوعيةً في مسار التقدم العلمي والتقني، فهي ليستْ مجردَ امتدادٍ للتكنولوجيا التقليدية، بل تُعد تحولًا جذريًا في طريقة معالجة المعلومات والتفاعل مع العالم الطبيعي، لقد أثبتت تطبيقاتها المتعددة، من الحوسبة إلى الاتصالاتِ والاستشعارٓ، أنها تحملُ وعودًا هائلةً بإحداثِ ثورةٍ في مجالات الطب، والطاقة، والدفاع، والاقتصاد، بل وحتى في فهمنا الأساسي للطبيعة، ومع تزايدِ الاعتمادِ على البيانات والتحول الرقمي، تَبرزُ تكنولوجيا الكم كأداةٍ استراتيجيةٍ يمكن أن تُعيدَ صياغةَ معايير القوة والهيمنة في النظام الدولي.
إن أهمية تكنولوجيا الكم لا تقتصرُ على أبعادها التقنية والعلمية، بل تمتد لتشمل أبعادًا سياسية وجيوستراتيجية بالغة الحساسية، فقد أصبح من الواضحِ أن الدولَ الكبرى لا تنظر إليها فقط كوسيلةٍ للنمو الاقتصادي أو التقدم العلمي، بل كعنصرٍ حاسمٍ في معادلاتِ الأمن القومي والردع الاستراتيجي، ويعكسِ التنافسَ بين الولايات المتحدة والصين في هذا المجال إدراكًا عميقًا لإمكانات هذه التكنولوجيا في ترجيح كفة القوى في الحروب السيبرانية، وفي السيطرة على سلاسل التوريد التكنولوجية، وفي تحديد ملامح المستقبل الجيوسياسي.
قائمة المراجع:
-
Andrew, James, and Georgia Wood. Quantum Technology: Applications and Implications. Center for Strategic and International Studies, May 25, 2023. https://www.csis.org/analysis/quantum-technologyapplications-and-implications.
-
“Benefits of Quantum Technology in Medicine.” Ever Network. Accessed April 15, 2025. https://www.evernetwork.io/blog-posts/benefits-quantum-technology-medicine.
-
Hodan, Omaar, and Martin Makaryan. “How Innovative Is China in Quantum?” Information Technology & Innovation Foundation, September 9, 2024. https://itif.org/publications/2024/09/09/how-innovative-is-china-in-quantum/.
-
Ifrita Nushin,“Harnessing the Power of Quantum Technology.” Bangladesh Institute of Peace and Security Studies (BIPSS). Accessed April 15, 2025. https://bipss.org.bd/wp-content/uploads/2023/06/Harnessing-the-Power-of-Quantum-Technology.pdf.
-
Moscioni, Brian. “Quantum: A New Frontier of China-US Competition.” The Diplomat, March 14, 2025. Accessed April 15, 2025. https://thediplomat.com/2025/03/quantum-a-new-frontier-of-china-us-competition/.
-
“Quantum Computing: Definition, How It’s Used, and Example.” Investopedia. Accessed April 15, 2025. https://www.investopedia.com/terms/q/quantum-computing.asp.
-
“Quantum Opportunities for Scotland – Appendix 1.” Scottish Science Advisory Council (SSAC). Accessed April 15, 2025. https://www.scottishscience.org.uk/resources/SSAC-Quantum-Opportunities-for-Scotland-Appendix-1.pdf.
-
“Quantum Primer.” Center for Global Security Research, Lawrence Livermore National Laboratory. July 18, 2018. https://cgsr.llnl.gov/content/assets/docs/Quantum-Primer_CGSR_LR_Jul18.pdf.
-
“Quantum Primer.” Center for Global Security Research, Lawrence Livermore National Laboratory. July 18, 2018. p. 7–8. https://cgsr.llnl.gov/content/assets/docs/Quantum-Primer_CGSR_LR_Jul18.pdf.
-
“Quantum Computing Market Size, Share & Trends Analysis.” Polaris Market Research. Accessed April 15, 2025. https://www.polarismarketresearch.com/industry-analysis/quantum-computing-market.