بحث بادربورن: الولايات المتحدة تتعجب من أكبر كمبيوتر كمي في أوروبا!

بحث بادربورن: الولايات المتحدة تتعجب من أكبر كمبيوتر كمي في أوروبا!

في 22 مايو 2025، قام بريتي ف. شاه، القنصل العام في القنصلية الأمريكية في دوسلدورف، بزيارة جامعة بادربورن وتلقى رؤى قيمة حول التقدم المحرز في البحوث الكمومية. بالتعاون مع جامعة بادربورن وقد نظمت الندوة عروضاً قدمتها الأستاذة الدكتورة كريستين سيلبرهورن والأستاذ الدكتور ماتياس باور، والتي سلطت الضوء على التطورات المثيرة للإعجاب في مجال الحوسبة الكمومية الضوئية.

أتيحت للوفد فرصة زيارة المبنى الجديد لـ “مختبر أنظمة الكم الضوئية” (PhoQS Lab). وهنا، قام علماء الجامعة بتطوير جهاز كمبيوتر كمي مهم: "جهاز أخذ العينات الكمي من بادربورن" (PaQS)، والذي يعتمد على مفهوم أخذ عينات البوزون الغاوسي (GBS). وبتمويل يبلغ حوالي 50 مليون يورو، يجمع المشروع 13 شريكًا من العلوم والصناعة ويمثل مبادرة رئيسية لوضع ألمانيا في صدارة المنافسة الدولية للحوسبة الكمومية الضوئية.

القوة المبتكرة والتعاون الدولي

كان شاه معجبًا بشكل واضح بالقوة الابتكارية لجامعة بادربورن. وشددت أيضًا على أهمية التعاون الدولي من أجل التقدم العلمي. وتمتد هذه العلاقات عبر العديد من الجامعات والمؤسسات العلمية في الولايات المتحدة الأمريكية، مما يمنح جامعة بادربورن منظورًا قيمًا في السياق العالمي للبحث.

يوفر مختبر PhoQS الظروف المثالية للبحث الكمي. مساحة الغرفة النظيفة البالغة 1000 متر مربع، والتي حصلت على أعلى تصنيف "ممتاز" من قبل مجلس العلوم، تضمن بيئة نظيفة للغاية. يتم هنا تحديد التحكم في درجة الحرارة والرطوبة والتحرر من الجسيمات، وهو أمر ضروري للأبحاث الكمية المتطورة.

التطورات التكنولوجية في التركيز

يصف مفهوم أخذ عينات البوزون الغاوسي، وهو أمر أساسي في العمل في مختبر PhoQS، نهجًا خاصًا للحساب الكمي الضوئي. في GBS، يتم إعداد حالة غاوسية متعددة الوسائط والقياس اللاحق على أساس فوك. تتمتع هذه الطريقة بالقدرة على حل المهام التي لا يمكن محاكاتها في زمن متعدد الحدود لأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، مثل التطبيقات في كيمياء الكم، أو تحسين الرسم البياني، أو الالتحام الجزيئي. عالي حقول الفراولة يهدف GBS إلى استغلال قوة الحوسبة الفريدة للنموذج لتطبيقات مفيدة.

يتضمن التطور الأخير الذي قام به باحثو بادربورن أيضًا أساليب مبتكرة لاستخدام "الضوء المضغوط" كمورد كمي لخوارزميات أخذ عينات البوزون الغاوسي. تتيح هذه التقنية مجموعة متنوعة من الخوارزميات التي يمكن تنفيذها ببضعة أسطر من التعليمات البرمجية بفضل طبقة التطبيق سهلة الاستخدام. وهذا ملحوظ بشكل خاص لأن أجهزة GBS مبرمجة وتتم معالجة النتائج بشكل شبه تلقائي باستخدام وظائف متكاملة.

النظرة المستقبلية

مع PaQS، لم تقم جامعة بادربورن بتنفيذ أكبر كمبيوتر كمي قائم على أخذ العينات في أوروبا فحسب، بل اتخذت أيضًا خطوة حاسمة في تطوير التقنيات الكمومية القائمة على الضوء. ولا تقتصر المجموعات المستهدفة على الأبحاث الأساسية فحسب، بل تشمل أيضًا التطبيقات في مجال تحول الطاقة والاتصالات المقاومة للنقر. يريد الفريق مواصلة تطوير الأنظمة لتمكين إجراء حسابات أكثر تعقيدًا والتحقيق في الأجهزة المستقبلية.

وفي الختام، تجدر الإشارة إلى أن نتائج هذا البحث وتطوير الحواسيب الكمومية الضوئية لها أهمية كبيرة ليس فقط من الناحية التكنولوجية ولكن أيضًا من الناحية الاجتماعية. تساهم جامعة بادربورن بشكل كبير في وضع ألمانيا في مجال الحوسبة الكمومية وفتح آفاق جديدة لمجموعة متنوعة من التطبيقات.