أجهزة الكمبيوتر الكمومية للمستقبل: تطورات ثورية في الأفق!

أجهزة الكمبيوتر الكمومية للمستقبل: تطورات ثورية في الأفق!

في 24 يونيو 2025، عُقدت ورشة عمل مهمة في جامعة إلميناو التقنية تناولت موضوع الإلكترونيات الدقيقة فائقة التوصيل. وناقشت ورشة العمل، التي أدارها البروفيسور هانس توبفر، عميد كلية الهندسة الكهربائية وتكنولوجيا المعلومات، أجهزة الاستشعار فائقة التوصيل والدوائر وأساليب التصميم بالإضافة إلى التحديات والمتطلبات الخاصة بالحوسبة الكمومية الرقمية والدوائر العصبية الشكلية. كان هدفه هو الجمع بين جهود البحث الدولية وإنشاء نظام بيئي بدءًا من الأبحاث الأساسية وحتى تصنيع الرقائق.

سلط هذا الحدث الضوء على الأهمية الهائلة لتقنيات التوصيل الفائق لكفاءة الطاقة وقوة الحوسبة في المستقبل. وقد ناقش كبار الخبراء، بما في ذلك نوبويوكي يوشيكاوا من جامعة يوكوهاما الوطنية، وسكوت هولمز، الذي يشارك في خارطة الطريق الدولية للأجهزة والأنظمة (IRDS)، وجي رين من معهد شنغهاي للأنظمة الدقيقة وتكنولوجيا المعلومات، أهمية هذه التكنولوجيات في تكنولوجيات المعلومات المستدامة. افتتحت ورشة العمل بكلمة ألقاها أوليغ موخانوف، أحد رواد الدوائر فائقة التوصيل والذي قدم أول دليل تجريبي على الدوائر الرقمية فائقة التوصيل في عام 1987.

التركيز على الحوسبة الكمومية

وكان الموضوع الرئيسي لورشة العمل هو تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية القائمة على الموصلات الفائقة. وتكتسب هذه المنطقة أهمية متزايدة، ويرجع ذلك أساسًا إلى المشروع OpenSuperQplus100 تم توضيح. هذه مبادرة لتطوير أنظمة وتقنيات أجهزة الكمبيوتر الكمومية القائمة على عناصر فائقة التوصيل. يعد المشروع جزءًا من أجندة البحث الإستراتيجية للاتحاد الأوروبي لتكنولوجيا الكم ويهدف إلى توفير عروض توضيحية متكاملة لأغراض البحث والتطبيق.

أحد الجوانب المهمة لهذا المشروع هو إنتاج ما لا يقل عن 100 كيوبت عالية الجودة في أحد العروض التوضيحية. يتضمن ذلك تطوير منصة تصميم وتصنيع للرقائق الكمومية عالية الجودة ودمجها في وحدات متعددة الرقائق. مساهمة فراونهوفر إمفت أمر بالغ الأهمية، خاصة من خلال العمليات الجديدة لإنتاج رقائق الكيوبت. الهدف هو إنتاج رقائق على نطاق صناعي وتحديد عمليات التصنيع لرقائق 200 ملم في مرافق الغرف النظيفة.

دور البرمجيات الكمومية

جانب آخر مهم هو البحث في مجال البرمجيات الكمومية. تعمل جانيت لورينز وفريقها على تكييف الخوارزميات مع عيوب أجهزة الكيوبت. يهدف مشروع QUAST إلى جعل الحوسبة الكمومية في متناول الشركات والتركيز على مشاكل التحسين الصناعي. يتمثل التحدي الرئيسي الذي تواجهه لورينز وزملاؤها في اختيار الخوارزمية المناسبة للأجهزة المعنية وفي الوقت نفسه جعل المشكلات الصناعية قابلة للتنفيذ في أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

تتيح حزمة البرامج التي طوروها إنشاء هيكل متعدد الطبقات لجميع المكونات اللازمة لتطوير وتشغيل أجهزة الكمبيوتر الكمومية. الأجهزة المختلفة لها مزايا وعيوب محددة لتطبيقات مختلفة. تعتبر المصائد الأيونية أبطأ، ولكنها توفر دقة أعلى ومناسبة بشكل خاص لعمليات المحاكاة الجزيئية.

باختصار، تحمل التقنيات القائمة على الإلكترونيات الدقيقة فائقة التوصيل والحوسبة الكمومية إمكانات هائلة للمستقبل. ومن الممكن أن تؤدي التطورات في كلا المجالين إلى تحقيق تقدم كبير في كفاءة استخدام الطاقة والقدرة الحاسوبية في كل من البحث والصناعة.