شركات الحوسبة الكمومية الناشئة في جامعة Harvard تسرع الجدول الزمني للصناعة بعقد كامل

يتسارع السباق لتطوير أجهزة كمبيوتر كمومية عملية بشكل يتجاوز التوقعات الأولية للصناعة، مدفوعاً بظهور شركات الحوسبة الكمومية الناشئة التي تنتقل من المختبرات الأكاديمية إلى السوق التجارية. بالنسبة للشركات والباحثين الذين يترقبون هذه التقنية، تقلص الجدول الزمني للحصول على أنظمة كمومية متسامحة مع الأخطاء بمقدار عقد من الزمان. يعد هذا التسويق التجاري السريع بقوة حوسبة غير مسبوقة في مجالات معقدة مثل اكتشاف الأدوية، والتشفير، وعلوم المواد.

وفقاً للباحثين في مبادرة جامعة Harvard الكمومية (HQI)، تنتقل التقنية من مجرد أبحاث علمية نظرية إلى منتجات تجارية قابلة للتطبيق بوتيرة غير مسبوقة. يعود هذا التحول إلى حد كبير إلى الاستثمارات الرأسمالية الضخمة والبيئة الريادية القوية في منطقة بوسطن الكبرى. ونتيجة لذلك، يتم الآن نشر الابتكارات التي كان يُعتقد أنها تحتاج إلى عقود لتتحقق على أرض الواقع.

أسهمت الوتيرة السريعة للابتكار في تأسيس ثلاث شركات الحوسبة الكمومية الناشئة الكبرى التي انبثقت مباشرة من مختبرات الأبحاث في جامعة Harvard. تعمل هذه الشركات بنشاط على تسويق جوانب مختلفة من التقنية الكمومية، بدءاً من أجهزة المعالجة الأساسية وصولاً إلى حلول الشبكات المتقدمة. تحظى هذه البيئة بدعم من مسرعة الأعمال Harvard Grid Accelerator، التي توفر التمويل والروابط الصناعية لتحويل أبحاث العلوم الفيزيائية إلى مشاريع مؤثرة.

• شركة LightsynQ: شارك في تأسيسها الدكتور Mihir Bhaskar في عام 2024 لتسويق أبحاث الدكتوراه الخاصة به في مجال الشبكات الكمومية. سرعان ما استحوذت عليها شركة IonQ المطروحة للتداول العام، حيث يشغل Bhaskar الآن منصب نائب الرئيس الأول للبحث والتطوير.
• شركة QuEra: تأسست في عام 2018 على يد الأستاذين Mikhail Lukin و Markus Greiner، إلى جانب شركاء من جامعة Harvard ومعهد MIT. قامت الشركة مؤخراً بشحن ثاني كمبيوتر كمومي تجاري لها إلى المعهد الوطني للعلوم الصناعية المتقدمة والتقنية في اليابان.
• شركة CavilinQ: أطلقها باحثا ما بعد الدكتوراه Brandon Grinkemeyer و Shankar Menon لتطوير تقنية الشبكات الكمومية. أعلنت الشركة مؤخراً عن حصولها على تمويل تأسيسي بمبلغ 8.8 ملايين دولار لاتخاذ خطواتها الأولى في السوق.

يُعد التطور الأخير في تحسين التسامح مع الأخطاء إنجازاً حاسماً مكّن من تسريع هذا الجدول الزمني. في ميكانيكا الكم، يمكن للقوى الذرية ودون الذرية العاملة أن تنتج بسهولة أخطاء حسابية تتراكم وتجعل النتائج غير قابلة للاستخدام. من خلال تقليل هذه الأخطاء الكامنة بنجاح، أزال الباحثون عقبة رئيسية كانت تعيق الجدوى التجارية في السابق.

تم الإعلان عن هذا التقدم في التسامح مع الأخطاء في أواخر العام الماضي، مما أدى إلى تغيير جذري في توقعات الصناعة. في البداية، توقع الخبراء أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية واسعة النطاق والمتسامحة مع الأخطاء لن تصل حتى أواخر العقد الثالث من القرن الحالي. أما الآن، يعتقد الباحثون أن هذه الأنظمة ستكون متاحة، على الأقل بشكل ما، بحلول نهاية العقد الحالي.

في حين أن بناء معالجات كمومية فردية أمر بالغ الأهمية، فإن القدرة على ربطها معاً تعد حيوية بنفس القدر لتوسيع نطاق قوة الحوسبة. تماماً كما أن ربط معالجات متعددة يجعل أجهزة الكمبيوتر العملاقة التقليدية قوية للغاية، تتيح الشبكات الكمومية لمعالجات كمومية متعددة معالجة المشكلات التي لا يمكن لأي وحدة مفردة التعامل معها بمفردها. هذا النهج المترابط هو التركيز الأساسي لشركات ناشئة مثل شركة CavilinQ وشركة LightsynQ.

يوفر ربط هذه المعالجات وظائف جديدة كلياً تتجاوز مجرد التوسع. وفقاً لمؤسسي شركة CavilinQ، تفتح الشبكات المتقدمة قدرات الجيل التالي مثل التصوير المحسن كمومياً والحوسبة الكمومية الآمنة بالكامل. يعتمد هذا على "التشابك الكمومي"، وهي ظاهرة تؤثر فيها الجسيمات على بعضها البعض على الفور، حتى عبر مسافات شاسعة.

تحاكي الحالة الحالية للتقنية الكمومية بشكل وثيق اختراع الترانزستور في عام 1947. عندما تم إنشاء الترانزستور لأول مرة، اقتصرت تطبيقاته الأولية على المعينات السمعية وأجهزة الراديو الأساسية، حيث لم تكن الصناعة قد تصورت بعد الرقائق الدقيقة الحديثة أو أجهزة الكمبيوتر الشخصية. تمر شركات الحوسبة الكمومية الناشئة اليوم بمرحلة استكشافية مماثلة، حيث تبني الأجهزة الأساسية التي ستحدد في النهاية "التطبيقات القاتلة" في المستقبل.

نجحت بيئة منطقة بوسطن الكبرى في وضع نفسها كـ "مركز كمومي" رائد، يمزج بين الصرامة الأكاديمية ورأس المال الجريء القوي. تثبت هذه البيئة أن عنق الزجاجة للحوسبة الكمومية لم يعد علمياً بحتاً؛ بل أصبح الآن تحدياً هندسياً وتجارياً. مع دخول المزيد من الآلات الكمومية التجارية مثل تلك التي تنتجها شركة QuEra إلى السوق، سيحصل المطورون أخيراً على الوصول العملي اللازم لاكتشاف تطبيقات ثورية لا يمكننا تخيلها بعد.