By ساندرا هيلسيل نشر 15 يوليو 2022
ملخصات أخبار الكم يُفتتح اليوم بنظرة عامة على مبادرات التكنولوجيا الكمومية منتصف عام 2022 في الحكومة الفيدرالية الأمريكية، يليها التنبؤ بـ "المدن الكمومية المستقبلية المزودة بأجهزة الصراف الآلي الكمومية". تشير الأبحاث الحديثة من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى أن الفيزيائيين يتلاعبون بالذرات المتشابكة الكميًا بطريقة تتصرف بها الجسيمات كما لو كانت تتطور إلى الوراء في الوقت المناسب وأكثر من ذلك.
إلى أين تتجه تكنولوجيا الكم في الحكومة الفيدرالية؟
بلغت ميزانية الولايات المتحدة للبحث والتطوير في نظام QIS حوالي 900 مليون دولار في السنة المالية 2022 وفقا للبيانات الفيدرالية. وهذا ما يقرب من ضعف ما أنفقته الولايات المتحدة في هذا المجال في السنة المالية 2019، وفقًا لـ أ تقرير من قبل اللجنة الفرعية للمجلس الوطني للعلوم والتكنولوجيا المعنية بعلوم المعلومات الكمومية. تقدم الصحفية ناتالي جروس المقيمة في واشنطن العاصمة نظرة على تكنولوجيا الكم في البيئة الفيدرالية منتصف عام 2022 في مقالتها الأخيرة الملخصة هنا من فيدتيك مجلة.
جزء كبير من نمو الميزانية مخصص للأنشطة المتعلقة بعام 2018 قانون مبادرة الكم الوطنية. ويشمل ذلك إنشاء اتحادات كمية من قبل المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا؛ ومعاهد تحدي القفزة الكمية التابعة لمؤسسة العلوم الوطنية؛ المراكز الوطنية لأبحاث علوم المعلومات الكمية التابعة لوزارة الطاقة؛ وتنسيق وتعزيز برامج تحسين الجودة الأساسية عبر وكالات متعددة، وفقًا للتقرير.
وفي مذكرة الأمن الوطني.. تؤكد إدارة بايدن أنه "في حين أن النطاق الكامل لتطبيقات أجهزة الكمبيوتر الكمومية لا يزال غير معروف، فمن الواضح مع ذلك أن القيادة التكنولوجية والعلمية المستمرة لأمريكا ستعتمد، جزئيًا على الأقل، على قدرة الأمة على الحفاظ على ميزة تنافسية في الحوسبة الكمومية". و QIS.
تظل مخاطر الأمن السيبراني في مقدمة اهتمامات نظام QIS
و2021 وثيقة جهاز الأمن الوطني يوضح كتاب "الحوسبة الكمومية" أن أنظمة الأمن القومي التي تحمل معلومات عسكرية أو استخباراتية سرية أو حساسة تعتمد على تشفير المفتاح العام كعنصر حاسم لحماية سرية وسلامة وصحة معلومات الأمن القومي.
*****
مدن الكم مع أجهزة الصراف الآلي الكم؟
تعد جامعة بريستول موطنًا لأكبر شبكة كمبيوتر تعتمد على التشابك الكمي في العالم. كان مختبر تكنولوجيا الهندسة الكمومية، بقيادة الدكتور سيدارث جوشي، يقود عملية تطوير طريقة تشفير تسمى توزيع المفاتيح الكمومية التي قد تُحدث ثورة في أمن المعلومات قريبًا. توضح نجاحات الدكتور جوشي الأخيرة إمكانيات المدن المستقبلية وفقًا لمقابلة أجريت مؤخرًا في العبقرية الأمريكية بقلم ديزموند ميجلي.
التشفير الكمي له إمكانات لا حصر لها التطبيقات المدنية، مثل توفير الأمان لأجهزة التصويت وشبكات WiFi والخدمات المصرفية عن بعد ومعاملات بطاقات الائتمان والمزيد. لكي يتمكن جميع السكان من الاستفادة من الشبكة الكمومية، يجب أولاً أن تكون البنية التحتية للألياف الضوئية في متناول الجميع وبأسعار معقولة في منازلهم.
وبهذا المعنى، فإن المدن الكمومية لا تزال على بعد عقدين من الزمن تقريبًا، كما يفترض الدكتور جوشي. التكنولوجيا التي تقف وراءها قريبة جدًا من النضج، وإن كان.
إن التطبيق الأبسط للتشفير الكمي هو عمليا قاب قوسين أو أدنى وفقا لميجلي الذي يقول – فكر في أجهزة الصراف الآلي الكمومية في أقل من خمس سنوات.
*****
تنمية خط المواهب الكمومية في المملكة المتحدة
أحد أكبر التحديات التي تواجه تسويق تكنولوجيا الكم هو تطوير خط أنابيب مناسب للمواهب، والمملكة المتحدة تخوض منافسة دولية شرسة لخلق البيئة المناسبة لتطوير مثل هذه المهارات. وهذا يضع ضغوطًا شديدة على كل من الشركات الناشئة والشركات الناشئة في المملكة المتحدة التي تحاول جذب المواهب الكمية، وبالتالي، يجب أن يتم تكثيف خط المواهب على الفور وبسرعة. سيكون هذا صعبًا وسيتطلب من قطاع التكنولوجيا في المملكة المتحدة، وصناعة الكم، والأوساط الأكاديمية، وحكومة المملكة المتحدة العمل معًا بنشاط لتحديد أولويات المهارات الكمومية.
techUK الأخيرة تقرير تسويق الكم اقترح ست توصيات رئيسية لتنمية المواهب في المملكة المتحدة:
• ينبغي للحكومة والصناعة أن تعملا معًا لفتح باب الوصول حتى لا تكون درجة الدكتوراه هي الطريق الوحيد إلى مهنة كمية
• تشجيع الانتقال إلى الصناعة من خلال تمويل التوظيف في الصناعة مما يجعل الانتقال من الأوساط الأكاديمية إلى الصناعة أكثر قابلية للتحقيق
• لا ينبغي النظر إلى المهارات الرقمية لمختلف التقنيات بمعزل عن غيرها
• دعم تحسين المهارات للقوى العاملة المتعلمة الكم
• التأكد من أن المملكة المتحدة تتمتع بإمكانية الوصول إلى المواهب الدولية الكبيرة وتظل جاذبة لها
• تعزيز مرونة التأشيرة للمواهب الكمية وتحفيز مهارات العمل والمهارات الاجتماعية والأخلاقية على نطاق أوسع
*****
يستخدم الفيزيائيون "انعكاس الزمن" الكمي لقياس الذرات المهتزة
• مكتب أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا تشير التقارير إلى أن علماء الفيزياء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أظهروا أنهم قادرون على تضخيم التغيرات الكمومية في الاهتزازات الذرية بشكل كبير، من خلال وضع الجسيمات من خلال عمليتين رئيسيتين: التشابك الكمي وعكس الزمن.
ولم يجدوا طريقة لعكس الزمن نفسه. وبدلاً من ذلك، تلاعب الفيزيائيون بالذرات المتشابكة كميًا بطريقة جعلت الجسيمات تتصرف كما لو كانت تتطور إلى الوراء في الزمن. وبينما قام الباحثون بإعادة لف شريط التذبذبات الذرية بشكل فعال، تم تضخيم أي تغييرات في تلك التذبذبات، بطريقة يمكن قياسها بسهولة.
يوضح الفريق أن هذه التقنية، التي أطلقوا عليها اسم SATIN (تضخيم الإشارة عبر عكس الزمن)، هي الطريقة الأكثر حساسية لقياس التقلبات الكمومية التي تم تطويرها حتى الآن.
يمكن لهذه التقنية أن تحسن دقة الساعات الذرية الحالية بمعامل 15، مما يجعل توقيتها دقيقًا جدًا لدرجة أنه على مدار عمر الكون بأكمله، ستكون الساعات أقل من 20 مللي ثانية.
*****
تم ذكر "النظام البصري الكمي الخاص" في تقارير النظام الروسي المضاد للأقمار الصناعية
يبدو أن روسيا تقوم ببناء نظام ليزر مضاد للأقمار الصناعية في منشأة فضائية بالقرب من زيلينشوكسكايا في أقصى جنوب غربها. مراجعة الفضاء وذكرت، نقلاً عن صور Google Earth.
وأوضح المنفذ أن كالينا مصمم لتعمية أقمار العدو الصناعية فوق الأراضي الروسية عن طريق إتلاف أجهزة الاستشعار البصرية بشكل دائم بنبضات الليزر. واستشهدت مجلة Space Review أيضًا بوثيقة أخرى يُشار فيها إلى كالينا باسم "مجمع أمن الفضاء"، وهو مصطلح يستخدم أيضًا لنظام بوريفيستنيك المضاد للأقمار الصناعية الذي يطلق من الجو. قال المنفذ إن المطور يصف كالينا بأنها "نظام بصري كمي خاص". اقرأ المزيد في TheDefensePost.
*****
ساندرا ك.هيلسيل ، دكتوراه. تقوم بالبحث وإعداد التقارير حول التقنيات الرائدة منذ عام 1990. وهي حاصلة على درجة الدكتوراه. من جامعة أريزونا.
