حجة الأعمال لمصلحة الحوسبة الكمية

تخيلوا أن شركة مستحضرات صيدلانية استطاعت خفض وقت البحث عن الأدوية المبتكرة أضعافاً مضاعفة. واستطاعت تعزيز خط أنابيب التطوير، وخفض عدد الطرق المسدودة، وأن تجلب العلاجات إلى السوق بنمط أسرع بكثير، لمصلحة الملايين من الناس في أنحاء العالم كله.

أو تخيلوا أن شركة للخدمات اللوجستية استطاعت أن تدير مسارات أسطولها المكون من آلاف الشاحنات إدارةً ديناميكية. لم يمكنها أن تأخذ مجموعة متنوعة من المتغيرات في الاعتبار والتكيف بسرعة مع ظهور الفرص أو القيود فحسب؛ بل استطاعت أيضاً إيصال المنتجات الطازجة إلى رفوف المخازن بنمط أسرع ومنع أطنان من انبعاثات الكربون كل عام.

للحوسبة الكمية القدرة على تحويل هذه الرؤى وعديد من الرؤى الأخرى إلى واقع – وهذا هو السبب في أن شركات التكنولوجيا والمستثمرين من القطاع الخاص والحكومات يستثمرون بلايين الدولارات في دعم النظم الإيكولوجية الخاصة بالشركات الناشئة الكمية Quantum startups.¹C. Metinko, “Quantum Technology Gains Momentum as Computing Gets Closer to Reality,” Crunchbase, May 13, 2022, http://news .crunchbase.com; “What America’s Largest Technology Firms Are Investing In,” The Economist, Jan. 22, 2022, www.economist.com; and M. Aboy, T. Minssen, and M. Kop, “Mapping the Patent Landscape of Quantum Technologies: Patenting Trends, Innovation, and Policy Implications,” International Review of Intellectual Property and Competition Law 53, no. 10 (November 2022): 853-882. ويركز كثير من مجتمع البحث الكمي على توضيح الميزة الكمية Quantum advantage، وهذا يعني أن الحاسوب الكمي Quantum computer يمكن أن يضطلع بأي عملية حوسبية، بغض النظر عن مدى اعتباطيتها، وهذا أمر مستحيل على الحاسوب الكلاسيكي، أو الثنائي Binary computer. (انظر: مسرد كمي). والقدرة على إجراء حوسبات أسرع بآلاف المرات ستولد قيمة اقتصادية ضخمة إذا كانت الحوسبة نفسها مفيدة لبعض أصحاب المصلحة Stakeholder في السوق.

ومع ذلك تعني تكلفة بناء الأجهزة الكمية، إلى جانب التحسين المستمر للحواسيب الكلاسيكية، أن الأهمية التجارية للحوسبة الكمية لن تكون واضحة ما لم يركّز الباحثون والمستثمرون على تحقيق ما نسميه الميزة الاقتصادية الكمية Quantum economic advantage. فلن تحقق الأعمال ميزة اقتصادية كمية إلا عندما يوفر الحاسوب الكمي حلاً مناسباً تجارياً، حتى لو كان أسرع بنمط معتدل فقط من الحاسوب الكلاسيكي، أو عندما يوفر الحاسوب الكمي حلولاً قابلة للتطبيق تختلف عما ينتجه الحاسوب الكلاسيكي.

ما أهمية الميزة الاقتصادية الكمية؟
في بداية دراماتيكية في العام 2019 تصدر فريق في غوغل Google بقيادة جون مارتينيس John Martinis العناوين الرئيسة في أنحاء العالم كله، عندما بدا أن آلة الكم الخاصة به تُكمل (في مقارنة معيارية على صعيد الإنتروبيا Entropy) في ثوانٍ عملية حوسبية قد تستغرق عشرات الآلاف من السنوات على جهاز حاسوب كلاسيكي.²F. Arute, K. Arya, R. Babbush, et al., “Quantum Supremacy Using a Programmable Superconducting Processor,” Nature 574, no. 7779 (Oct. 24, 2019): 505-510. وزعمت شركات أخرى مزاعم مماثلة حول الميزة الكمية، بمن في ذلك باحثون من شركة الحوسبة الكمية الناشئة زانادو Xanadu، التي أنجزت أخيراً مهمة مُعرَّفة تعريفاً مُحدداً (أخذ عينات من بوزون غاوسي Gaussian boson) في أقل من ثانية، وهي عملية تتطلب من أفضل حاسوب عملاق كلاسيكي 9,000 سنة.³L.S. Madsen, F. Laudenbach, M.F. Askarani, et al., “Quantum Computational Advantage With a Programmable Photonic Processor,” Nature 606, no. 7912 (June 2, 2022): 75-81.

ركزت مئات من المقالات وعديد من كبار العقول في هذا المجال على إظهار هذه الأنواع من المزايا الكمية.⁴A.K. Fedorov, N. Gisin, S.M. Beloussov, et al., “Quantum Computing at the Quantum Advantage Threshold: A Down-to-Business Review” (preprint, submitted in March 2022), https://arxiv.org; L. Mueck, C. Palacios-Berraquero, and D.M. Persaud, “Towards a Quantum Advantage,” Physics World, Feb. 5, 2020, https://physicsworld.com; and S. Chen, “Quantum Advantage Showdowns Have No Clear Winners,” Wired, July 11, 2022, www.wired.com. وتُبيِّن مراجعاتهم هذه معالمَ مهمة في تطوير الحواسيب الكمية. لكن نظراً إلى أنها تنطوي عادة على حوسبات مُتخصِّصة Esoteric computations قد لا تكون ذات صلة بأنواع المشكلات التي تحتاج عديدٌ من الشركات إلى حلها، قد يفترض المديرون أن التكنولوجيا ليست مفيدة بعد، وغير قابلة للتطبيق اقتصادياً في الشركات. أما نحن فنؤكد أن التكنولوجيا الكمية لا تحتاج إلى توفير ميزة كمية لتكون مفيدة اقتصادياً، ما دامت لا تزال قادرة على توفير نواتج مختلفة أو أكثر ملاءمة من نظيراتها الكلاسيكية. أي تسريع كمي يوفر فرصة للميزة الاقتصادية الكمية. (انظر: مشهد الميزة الاقتصادية الكمية، الصفحة 36).

في حين أن الميزة الكمية ستكون مفيدة بنحو مباشر في بعض الحالات، فإن عديداً من أهم استخدامات الحواسيب الكمية سينبع من توفير الفاعلية من حيث التكلفة والسرعة مقارنةً بإجراء حوسبة مستحيلة على الحاسوب الكلاسيكي. وبعبارة أخرى، قد توجد ميزةٌ اقتصادية كمية من دون ميزةٍ كمية.⁵F. Bova, A. Goldfarb, and R.G. Melko, “Quantum Economic Advantage,” Management Science, Articles in Advance, published online Dec. 2, 2022.

وتولد السرعة الكمية شهية للتوصل إلى حلول لتحديات الأعمال، فالقدرة على حل المشكلات المعقدة بسرعة كبيرة تولِّد ميزة تنافسية مهمة. ويكرس جهد كبير في الحوسبة الكمية للبحث عن التسريع المحتمل للتوصل إلى حلول لمشكلات الأعمال، على الرغم من أن الأدلة على التسريع الكمي – بنمط متين – لحل المشكلات ذات الصلة تجارياً هي أدلة مراوغة. ومع ذلك، فإن تحديد هذه الإمكانات التجارية وتحقيقها يشكل حافزاً حاسماً لتطوير الحواسيب الكمية، ويؤثر بقدر كبير في تصميمها.

عندما تكون المخاطر التجارية عالية، يمكن أن يكون وجود كل من الحلول الكلاسيكية والكمية مفيداً.

لا تزال الحوسبة الكلاسيكية أداة قيمة لحل المشكلات المعقدة؛ العمل الرائد لأليكس نت AlexNet (التعلم العميق Deep learning) وألفا فولد AlphaFold (بنية البروتين) هما مثالان لهما قيمة تجارية عالية. قد تكون الحوسبة الكمية هي الأداة الأفضل لحل مشكلة أعمال إذا وفرت الحل بسرعة أكبر من المنافس الكلاسيكي. وقد يقدم إجراء الحساب على كل من الحواسيب الكمية والكلاسيكية إجابتين مختلفتين، وقد يكون أي منهما أفضل من الآخر. وعندما تكون المخاطر التجارية عالية بما فيه الكفاية، يمكن أن يكون وجود كل من الحلول الكلاسيكية والكمية مفيداً، مما يعني أن الحلول الكمية قد لا تزال ذات قيمة تجارية.

لذا فإن مسألة ”متى ستولِّد الحواسيب الكمية المحسنة الحالية أو المقبلة فرصاً تجارية كبيرة“ هي مسألة ذات أهمية فورية، قبل أن تصبح الميزة الكمية الواضحة واضحة في الآلات المستقبلية المتحملة للأخطاء (تعالج المشكلات الناتجة عن أي قصور محتمل) Fault-tolerant machines.⁶“Near term” in this context refers to the quantum computers of the next few years, which will be better than today’s but still not fully fault tolerant.

إعداد الحدود التجارية القيمة
لا يتطلب تحديد الإمكانات التجارية للحاسوب الكمي فهماً لفيزياء الكم Quantum physics التي تقوم عليها التكنولوجيا. بدلاً من ذلك يجب أن يكون التركيز على ما يمكن أن تفعله الحواسيب الكمية بنحو أفضل أو أسرع أو ربما بنمط مختلف عن الحواسيب التقليدية، وعلى أصحاب المصلحة الذين سيعتبرون هذه النتائج نتائج قيّمة. توضح الرؤى من قطاعي المستحضرات الصيدلانية والخدمات اللوجستية التي استعرضناها في بداية هذه المقالة الآثارَ التحويلية Transformative effects التي يمكن أن تحدثها الحوسبة الكمية. تظهر الأمثلة التي نسلط الضوء عليها أدناه القيمة العالية التي يمكن للحوسبة الكمية إطلاقها بالفعل في سير الأعمال Workflows الحالية.

اتخذوا قرارات استثمارية أفضل بنحو أسرع Make better investment decisions faster. تواجه صناعة التمويل عديداً من مشكلات التحسين. مثلاً ينطوي العثور على مسار التداول الأمثل Optimal trading trajectory على تحديد أفضل استراتيجية تداول لمحفظة استثمارية على مدى فترة محددة. كما أن تحسين المحفظة هو مشكلة مهمة يجب حلها، بالنظر إلى أن أكثر من 100 تريليون دولار من الأصول هي أصول تُدار استثماراتها على مستوى العالم.⁷“Value of Assets Under Management Worldwide in Selected Years From 2003 to 2021,” Statista, July 8, 2022, www.statista.com. حتى التحسينات الصغيرة في تقنيات الأمثَلَة هي تحسينات ذات قيمة بسبب الرقم المطلق للأصول المستثمرة.

في بعض الحالات يتطلب تحديد استراتيجية الاستثمار المُثلى البحثَ في مسارات التداول الممكنة كلها. تزداد صعوبة هذا الجهد زيادة أسّيّة Exponentially مع زيادة عدد الأوراق المالية المحتملة في المحفظة وعدد الفرص لتغيير المحفظة. يحاول بحثٌ أخير معالجة مشكلة تحسين المحفظة التي لديها 10^1,300 استراتيجية تداول محتملة – كمية تتجاوز بكثير عدد الذرات في الكون المرئي (10⁸⁰).⁸“Wall Street’s Latest Shiny New Thing: Quantum Computing,” The Economist, Dec. 19, 2020, www.economist.com.

قد تكون الآلات الكمية قادرة على المساعدة.⁹S. Mugel, C. Kuchkovsky, E. Sanchez, et al., “Dynamic Portfolio Optimization With Real Datasets Using Quantum Processors and Quantum-Inspired Tensor Networks,” Physical Review Research 4, no. 1 (January 2022): 1-12. قارَن الباحثون في شركة البرمجيات الكمية مالتيفرس كومبيوتينغ Multiverse Computing مجموعة من الطرق المختلفة لحل مشكلة مسار التداول الأمثل. فقط طريقتان من طرق التحسين الست وفرتا حلاً للنسخة الأكثر تعقيداً من المشكلة موضع الدراسة، واستغرق الحل الكلاسيكي وقتاً أطول بما يقرب من 700 ضعف لتوليد الحل مقارنة بالحل الكمي. كذلك أسفرت الأدوات الكمية عن حل مختلف – حل له أرباح أعلى لكن عوائد أقل معدلة بحسب المخاطر Lower risk-adjusted returns – مقارنة بالحل الذي اقترحته التقنيات الكلاسيكية البحتة.

هذه النتائج ليست مثالاً على الميزة الكمية، لأنه لا يزال من الممكن أن يؤدي التقييم الشامل للأساليب الممكنة كلها لحل هذه المشكلة إلى توليد حلول مماثلة أو أفضل من الأساليب الكمية التي استخدمها الباحثون في مالتيفرس Multiverse. لكنه قد يمثل مع ذلك مثالاً على الميزة الاقتصادية الكمية، لأن توليد حل بسرعة أمر ذو قيمة. (انظر: اكتساب ميزة عندما يكون ”الوقت هو المال“ كما يُقال في الإنجليزية Time Is Money، الصفحة 35).

وتحديد أيٍّ من الحلين أفضل – الكمي أو الكلاسيكي – لا يزال يمثل تحدياً. فلا يُتاح حالياً لأصحاب المصلحة في السوق المالية الوصولُ إلى حواسيب كمية متحملة للأخطاء تماماً، كما لا يتمتعون عادة بسهولة الوصول إلى الحواسيب العملاقة الكلاسيكية التي تُستخدَم لمقارنة الميزة الكمية معيارياً. ومن ثم فإن مقارنة النهج الكمية الحالية بالأجهزة الكلاسيكية المُؤمثِلة Classical optimizers التي تباع تجارياً لا تزال مقارنةً معيارية قيمة لفاعلية النهج الكمي. وقد لا تزال أفضل الحواسيب الفائقة الكلاسيكية تولد حلاً مشابهاً أو متفوقاً في الوقت المناسب – أي في فترة زمنية تقل عن عمر بشري واحد.

حلوا المقايضات التجارية التي تبدو غير قابلة للحل Solve seemingly unsolvable business tradeoffs. أي مشكلة تجارية تقريباً تنطوي على مقايضات معقدة – من التخطيط اليومي إلى القرارات الاستراتيجية الطويلة الأمد – يمكن أن تكون مناسبة تماماً للحواسيب الكمية. فكِّروا في تجار التجزئة الذين يُقيّمون مكان وضع منتجات معينة في متاجرهم لتحقيق أقصى قدر من الإيرادات، أو المدرسين الذين يحاولون تقييم الأسئلة التي يجب طرحها وبأي ترتيب لتحقيق أقصى قدر من التعلم. تُعرف تحديات المقايضة هذه باسم مشكلات التحسين التوافقي Combinatorial optimization problems. إن إنشاء أفضل وصفةٍ مذاقاً في مطعم هو أيضاً تحسين توافقي، وكذلك التحديات اللوجستية التي وصفناها في بداية هذه المقالة. حتى التحسينات المتواضعة يمكن أن يكون لها تأثير كبير في ربحية الشركة.

في الأغلب يعتمد قادة الأعمال على الحدس البشري لحل مشكلات التحسين هذه. مع نمو الشركات، قد يعتمدون على قوة الحوسبة لتحديد أفضل الحلول. بالنسبة إلى معظم هذه المشكلات المعقدة، حتى الحواسيب الأكثر قوة حالياً يمكن أن توفر فقط نتائج تقريبية. ومع ذلك يمكن للحواسيب الكمية إجراء بحث عبْر جميع المجموعات الممكنة كلها من الترتيبات أو التسلسلات للعثور على أفضل حل، مما يقدم سرعة معتدلة مقارنة بعمليات البحث الكلاسيكية المماثلة.¹⁰L.K. Grover, “A Fast Quantum Mechanical Algorithm for Database Search,” in “STOC ’96: Proceedings of the Twenty-Eighth Annual ACM Symposium on Theory of Computing” (Philadelphia: Association for Computing Machinery, 1996).

هذا هو المكان حيث يمكن أن تكون لديها مجموعة واسعة من التطبيقات في أي قطاع أعمال تقريباً. مثلاً تحديد أسباب فشل الآلة عندما تكون معدلات الفشل منخفضة هو عبارة عن مشكلة تحسين اندماجي صعبة في التصنيع المتقدم.¹¹F. Bova, A. Goldfarb, and R.G. Melko, “Commercial Applications of Quantum Computing,” EPJ Quantum Technology 8 (2021): 1-13. فالعثور على سبب الفشل بسرعة أمر مهم، لأن التوقف عن العمل يمكن أن يكون مكلفاً. إذا كانت الحوسبة الكمية قادرة على تسريع عملية تحديد السبب في فشل عملية التصنيع، فقد تكون ذات قيمة حتى في البيئات التي يمكن أن تجد فيها الأساليب الكلاسيكية في النهاية سبب الفشل نفسه.

اكتشفوا مواد أفضل Discover better materials. توقيتُ الوصول إلى حلول الحوسبة الكمية وجودتُها ينبغي أن يحسِّنا من كفاءة عمليات البحث والتطوير R&D التي تؤدي إلى مواد وأدوية جديدة، لأنهما يقللان من التكلفة، ويسرعان من وتيرة الاكتشاف مقارنةً بالتقنيات الكلاسيكية.

في تصميم المواد Materials design، تهدف الحواسيب بالفعل إلى محاكاة السلوك المعقد للذرات والجزيئات المكونة للمواد وتوقع علاقات البنيات-الخصائص Structure-property relationships للجزيئات بنحو موثوق به. لكن في التطبيقات النموذجية، تتحدد قدرات الحواسيب الكلاسيكية بناءً على حجم الجزيئات التي يمكن محاكاتها. حتى المحاكاة التي تنطوي على أصغر الجزيئات هي عمليات كثيفة حوسبياً، ويمكن أن تؤدي إضافة ذرة واحدة أو إلكترون واحد إلى إبطاء المحاكاة الكلاسيكية إبطاء كبيراً. وهذا يجعل عديداً من سبل التصميم بمساعدة الحاسوب غير مناسبة للاستخدام في حالة الجزيئات الكبيرة التي تهم الصناعات الصيدلانية والكيميائية والمواد.

تمنح زيادة سرعة الحوسبة القدرة على محاكاة جزيئات أكبر وأكثر تعقيداً في إطار زمني مفيد عملياً، ومن المتوقع أن يكون للحواسيب الكمية تأثير كبير في هذا المجال.¹²Phosphorescent Emission Energies in Ir(III) Complexes Using Large-Scale Quantum Computing Simulations” (preprint, submitted in November 2021), https://arxiv.org. Since atoms and electrons themselves are quantum objects, they are natural candidates for study by quantum computers. In fact, such “simulation” (or emulation) was the first value proposition made for a quantum computer by California Institute of Technology physicist Richard Feynman in 1982. ويُعتقَد أنها قادرة على توفير السرعة المطلوبة لحسابات توقُّع البنية الإلكترونية للذرات والجزيئات، على الرغم من أن الطبيعة الدقيقة لهذه السرعة هي حالياً مسألة نقاش محتدم داخل المجتمع العلمي.¹³S. Lee, J. Lee, H. Zhai, et al., “Is There Evidence for Exponential Quantum Advantage in Quantum Chemistry?” (preprint, submitted in August 2022), https://arxiv.org.

القيمة الدائمة للمزايا الكمية
قد لا يكون للمزاعم الحديثة حول الميزة الكمية أي تطبيق تجاري – ومن ثم لا توجد ميزة اقتصادية كمية – لكنها مع ذلك مهمة لأنها تثبت إمكانية أن تتمكن الحواسيب الكمية من أداء مهام معينة لا تستطيع الحواسيب الكلاسيكية تنفيذها.

ربما يكون تطبيق خوارزمية شور هو المثالَ الأكثر شيوعاً لكيفية تأثير الميزة الكمية في المجتمع. أثبت عالم الرياضيات الأمريكي بيتر شور Peter Shor، الذي فاز أخيراً بجائزة العلوم الأعلى قيمة مادياً، جائزة الإنجاز الخارق في الفيزياء الأساسية Breakthrough Prize in Fundamental Physics، أن الحاسوب الكمي يمكن أن يوظف معاملاً عددياً صحيحاً كبيراً في الحالات التي لا تستطيع فيها الحواسيب الكلاسيكية الاضطلاع بذلك.¹⁶P.W. Shor, “Algorithms for Quantum Computation: Discrete Logarithms and Factoring,” in “Proceedings 35th Annual Symposium on Foundations of Computer Science” (Santa Fe, New Mexico: IEEE, 1994). يمكن لحاسوب كمي كبير بما فيه الكفاية أن يحلل هذه الأعداد الصحيحة الأكبر في أيام أو أقل، في حين أن الحاسوب الكلاسيكي قد يحتاج إلى وقت أطول مما يتطلبه الأمر لينفدَ هيدروجين الشمس.¹⁷R. Van Meter and D. Horsman, “A Blueprint for Building a Quantum Computer,” Communications of the ACM 56, no. 10 (October 2013): 84-93.

في حين أن هذا قد يبدو مثالاً تجريدياً، فإن الصعوبة التي تواجهها الحواسيب الكلاسيكية في حساب أعداد كبيرة جداً هي في الواقع ما يمكِّن التشفير الحديث. توفر السهولة النسبية التي يمكن بها للحواسيب الكمية نظرياً إجراء الحسابات المتضمَّنة في فك التشفير مثالاً على المكان الذي نتوقع فيه العثور على ميزة كمية واضحة. إذا كان الحاسوب الكمي قادراً على تنفيذ خوارزمية شور، فإن كثيراً من المعلومات المشفَّرة في الماضي يمكن فك تشفيرها – وهذا يشمل قدراً كبيراً من البيانات المشفرة التي سُرِقت من المؤسسات في الهجمات الإلكترونية.

هذا التهديد لا يزال بعيداً، لأن المجتمع الكمي لا يزال على بُعد سنوات من بناء حواسيب كمية متحمِّلة للأخطاء كبيرة بما يكفي لاستخدام خوارزمية شور لكسر الكودات Codes. لكنه يستحق اهتمام المديرين في الصناعات كلها تقريباً، الذين سيشكلون في نهاية المطاف سوقاً كبيرة لمعايير التشفير الجديدة المتينة كمياً. هنا يمكن أن تؤدي قدرة الحواسيب الكمية على توليد أرقام عشوائية دوراً في دعم دفاعات الأمن السيبراني الأكثر تقدماً.

أما الحواسيب الكمية فهي احتمالية Probabilistic، ما يعني أنها قادرة على توليد أعداد عشوائية حقاً.¹⁸It should be noted that quantum computers are not the only quantum technology that can produce true random numbers. أما نظيراتها الكلاسيكية فهي، على النقيض من ذلك، قطعية Deterministic، ومن ثم يمكنها توليد أعداد عشوائية زائفة فقط. ومع ذلك، حتى عندما يمكن للحاسوب الكمي أن يفعل شيئاً ذا تطبيق عملي واضح لا يمكن للحاسوب الكلاسيكي الاضطلاع به، يجب على قادة الأعمال الموازنة بين المقايضات. في بعض الحالات، قد يُعتبَر النهج الكلاسيكي جيداً بما فيه الكفاية، مما يُقلِّل من حوافز المؤسسة للتحول إلى الحوسبة الكمية. قد تكون هذه هي الحالَ مع بعض التطبيقات المحتملة الأخرى لمولدات الأرقام العشوائية Random number generators (RNGs) الكمية، مثل قطاعات اليانصيب والقمار في الكازينو.¹⁹J. Melia, “The Odds Are in Quantum Security’s Favor,” QuintessenceLabs, March 2, 2017, www.quintessencelabs.com; and “Rigged Random Number Generators,” QuintessenceLabs, May 27, 2016, www.quintessencelabs.com.

تختار إدارات اليانصيب الأرقام الفائزة إما إلكترونياً أو مادياً، مثلاً عن طريق سحب كرات مرقمة من صناديق. الأرقام الناتجة ليست عشوائية حقاً. ولأن العملية قطعية، سيكون من الممكن لشخص ما توقُّع الأرقام إذا كان يعرف شيئاً عن العملية الأساسية التي تولدها، أو قد يتمكن من التلاعب بالعملية لتوليد أرقام معينة.

هذا وإن كان تلاعب كهذا قد وقع بالفعل، لكن ليس من المحتمل أن تتخلى إدارات اليانصيب عن عملياتها الحالية في أي وقت قريب، على الرغم مما يبدو أنه حجة واضحة لمصلحة استخدام الحوسبة الكمية. إذ أولاً، فإن الاحتيال في اليانصيب من خلال التلاعب في عملية توليد الأرقام هو أمر نادر الحدوث، ربما بسبب العقوبات الشديدة التي تترتب على اكتشاف الجاني، والقواعد الصارمة ضد مشاركة الموظفين القائمين على اليانصيب، ووجود أدوات تحليلية قوية للكشف عن الاحتيال. ثانياً، في غياب الاحتيال، تنتج مولدات الأرقام العشوائية RNGs نتائج لا يمكن تمييزها في كثير من الأحيان عن نظيراتها الكمية. في حين أن من الممكن، ربما من الناحية النظرية، توقُّعَ نتيجة اليانصيب قبل سحب الكرات من صناديق متعددة، فمن غير الممكن عملياً الاضطلاع بذلك. ومن ثم ليس لدى إدارات اليانصيب حافز يُذكَر للتحول إلى آلات كمية. أما المديرون الذين يواجهون حالات مماثلة، حيث توفر الحوسبة الكَمية قدرة تفتقر تماماً إلى الحوسبة الكلاسيكية، فسيحتاجون أيضاً إلى موازنة التكاليف والفوائد النسبية للحل الأمثل في مقابل الحل الجيد بما فيه الكفاية Good-enough solution.

الإعداد للحوسبة الكمية في الأعمال التجارية
للوفاء بوعدها وتوليد قيمة Value جديدة وفرص تجارية جديدة، حالياً لا يتعين على آلة كمية إنجاز مهمة مستحيلة. تحتاج فقط إلى تحقيق شيء مفيد. سيأتي ذلك الوقت، إذ تعمل بلايين الدولارات من الاستثمارات من أصحاب رؤوس الأموال الاستثمارية Venture capitalists، وشركات التكنولوجيا الكبرى، والحكومات الوطنية، على تعزيز التحسينات السريعة في الحواسيب الكمية التي من شأنها أن تجعلها أكثر كفاءة من تلك التقليدية.

يبدو أن الإجماع بين معظم الجهات الفاعلة في الحكومة والصناعة هو أن الحواسيب الكمية التي تتحمل الأخطاء على نطاق واسع لن تظهر بالتأكيد قبل نهاية هذا العقد. وعلى الرغم من أن الأمر قد يستغرق سنوات حتى توجد الحواسيب الكمية ذات الصلة تجارياً على نطاق واسع، فإن قادة الأعمال يمكنهم بالفعل اتخاذ عدة خطوات لإعداد أعمالهم لهذا العصر.

ضعوا قائمة بالتحديات الخاصة بـ”إذا استطعنا فقط…“ أو ”ماذا لو…؟“ Make a list of your “If we could only …” or “What if…?” challenges. تواجه معظم الشركات تحديات ضخمة كهذه لكنها نادراً ما تتصدى لها لأنها كثيفة الاستخدام للموارد ولديها استخدامات أفضل على المدى القصير. غيرَ أن حلول التسريع والحلول البديلة من الحوسبة الكمية قد تمكِّننا من تطوير الحلول التحويلية لهذه المشكلات. ما عناصر عملكم التي يقيدها التحسين التوافقي؟ وما قيمة الحل بالنسبة إليكم؟

ساعدوا مؤسستكم على أن تصبح جاهزة للكم Help your organization become quantum ready. نتوقع أن يتسارع تأثير التطبيقات التجارية وحجمها بسرعة بمجرد ظهور الحواسيب الكمية المتحملة تماماً للأخطاء. المؤسسات لديها عدة طرق لإعداد نفسها. يمكن للشركات التي لديها احتمال أكبر للتطبيقات المربحة – شركات الخدمات المالية، وشركات تصنيع المستحضرات الصيدلانية، وصانعي المواد المتخصصة – الاستثمارُ في الأجهزة والبرمجيات وتطوير شبكة من الخبراء. ويمكن للمؤسسات الأخرى التعرف على أساسيات الحوسبة الكمية، والتواصل مع الأكاديميين، والبدء في تدريب أعضاء الفريق.

ابدؤوا التجربة الآن Start experimenting now. يمكن للشركات بالفعل تخصيص جزء من موارد البحث والتطوير لتجربة الأجهزة الكمية على المدى القريب. يمكنها إعداد المشكلات بطرق يمكن للحواسيب فهمها، حتى لو لم تسمح لها الأجهزة الموجودة بالاستفادة من هذه الفرص حتى الآن. فهذه الاستثمارات مهمة للتطوير المستمر للتكنولوجيا: فلن تُوسِّع نطاق الحوسبة الكمية فقط من خلال البحث الأكاديمي.

ستمنح تجربة الحوسبة الكمية حالياً الشركاتِ ميزة الداخل الأول (للسوق) عندما تدخل هذه التكنولوجيا الناشئة في السوق.

لقد حققت الشركات الناشئة التي عملنا معها في مختبر التدمير الإبداعي Creative Destruction Lab بمدرسة روتمان للإدارة Rotman School of Management في جامعة تورونتو University of Toronto بالفعل فوائد قصيرة الأمد من تجربة الكم – مثلاً، من خلال إنشاء ابتكارات أدت إلى مواد جديدة. إن الفائدة طويلة الأمد من تجربة الحوسبة الكمية حالياً هي أن الشركة ستكون مستعدة عندما تكون الحواسيب الكمية المتكاملة والمتحملة للأخطاء موجودة على نطاق واسع. هذه المؤسسات ستكون لها ميزة كبيرة بوصفها الداخل الأول (للسوق)، وستكون في وضع جيد لرصد فرص جديدة عندما تدخل هذه التكنولوجيا الناشئة في السوق.

مشهد الميزة الاقتصادية الكمية
يوضح الرسم البياني أدناه خوارزميات الحاسوب وتطبيقاته مرتبة بحسب إمكاناتها للتسريع الكمي، وقيمتها التجارية المقدرة. لقد توصلت الحواسيب إلى سرعات أسية كبيرة حتى الآن، ولكن في تطبيقات لا توجد لها قيمة تجارية. فالتطبيقات ذات التسريع الكمي المعتدل لكن ذات القيمة التجارية العالية لديها فرصة جيدة لتقديم ميزة اقتصادية كمية. 

فرانشيسكو بوفا Francesco Bova

أستاذ مشارك في إدارة الأعمال في كلية روتمان للأعمال Rotman School of Business بجامعة تورونتو University of Toronto.

آفي غولدفارب Avi Goldfarb

أستاذ كرسي روتمان في الذكاء الاصطناعي والرعاية الصحية Rotman Chair in Artificial Intelligence and Healthcare في كلية روتمان للإدارة.

روجر ميلكو Roger Melko

أستاذ في دائرة الفيزياء وعلم الفلك Department of Physics & Astronomy بجامعة واترلو University of Waterloo وعضو هيئة تدريس مشارك في معهد بيريميتر للفيزياء النظرية Perimeter Institute for Theoretical Physics.