كيف ستؤثر الحوسبة الكمومية في استهلاك العالم للطاقة؟

تستهلك الأجهزة المتصلة الكثير من الطاقة، ففي كل مرة يستخدم المرء جواله أو حاسوبه أو جهاز التلفزيون الذكي للوصول إلى الإنترنت، يرسل طلبات بيانات إلى مبان هائلة الحجم في أنحاء مختلفة من العالم، مليئة بمئات الآلاف من الخوادم، بحسب تقرير لموقع "كوارتز".

استهلاك كثيف للطاقة

- تعد مراكز البيانات تلك من بين أكثر الأنظمة كثيفة الاستهلاك للطاقة على وجه الأرض، حيث تستهلك وحدها نحو 10% من الكهرباء التي يولدها العالم (بعض التقديرات المتحفظة تشير إلى 3% فقط).

- مع ذلك يستمر البشر في إنتاج الحواسيب الكلاسيكية، ويزيدون من كثافة استخدامها للطاقة، وتعد الصين موطنا لأكثر الحواسيب العملاقة كثيفة استهلاك الكهرباء في العالم، مثل جهاز "تيانهي-2" في قوانغتشو، والذي يستهلك 18 ميجاواط من الطاقة.

- من المتوقع أن يحل بدلًا من هذا الحاسوب "تيانهي-3" والذي سيزيد استهلاك الطاقة بطبيعة الحال، ولوضع ذلك في سياق أوضح، يشار هنا إلى أن السد الكهربائي المتوسط في الولايات المتحدة ينتج نحو 36 ميجاواط من الطاقة.

- هذا أحد الأسباب التي تجعل الحوسبة الكمومية هي مفتاح المستقبل، بالإضافة إلى امتلاكها قدرة حل بعض من أكثر مشكلات العالم صعوبة في الحوسبة، فهذه الأجهزة تستهلك طاقة أقل بكثير، ما يؤدي إلى انخفاض التكاليف ويشجع الاعتماد عليها.

البديل الأمثل

- بخلاف الحواسيب التقليدية التي تستخدم وحدات البت الثنائية لتشفير المعلومات (في صورة صفر وواحد)، تعمل الحواسيب الكمومية باستخدام وحدات البت الكمومي (كيوبت) مع قدرة على محاكاة النظام الثنائي، ما يسمح لها بالبحث عن الحلول التي لا تصل لها الحواسيب العادية.

- ليعمل بشكل صحيح، يحتاج المعالج الكمومي إلى بقائه بمعزل عن البيئة المحيطة، وذلك بحجبه عن الضوضاء الخارجية وتشغيله في درجات حرارة منخفضة للغاية، وأغلب هذه المعالجات تستخدم 3 وحدات تبريد، وتتجاوز حرارتها أحيانًا درجة البرودة في الفضاء.

- في درجة الحرارة شديدة الانخفاض، يكون المعالج موصلًا فائقًا، ما يعني أنه يستطيع توصيل الكهرباء دون أي مقاومة تقريبًا، لذا فإن استهلاكه للطاقة يكاد يكون منعدما ولا يولد حرارة، وبالتالي يكون استخدام الحاسوب الكمومي للكهرباء مجرد جزء بسيط من استهلاك الأجهزة التقليدية.

تكلفة منخفضة وتطبيقات واعدة

- معظم الحواسيب التقليدية العملاقة تستهلك ما بين 1 إلى 10 ميجاواط من الطاقة (ما يكفي لتلبية الطلب الفوري لعشرة آلاف منزل) وبما أن استهلاك ميجاواط واحدة من الكهرباء لمدة عام يكلف مليون دولار في أمريكا، فهذا يعني ملايين الدولارات لتشغيل حاسوب واحد.

- في المقابل يستهلك الحاسوب الكمومي 25 كيلوواط من الطاقة، أي بتكلفة 25 ألف دولار لتشغيله مدة عام، ما يجعله في مرمى بصر الشركات التي تبحث عن ميزة تنافسية في عصر قلت فيه الهوامش واشتدت فيه المنافسة، خاصة أنه أكثر فاعلية.

- في المستقبل، ستستخدم معظم التطبيقات الكمومية الحوسبة الهجينة (مزيج من الحوسبة الكلاسيكية والكمومية) والتي ستوفر بديلًا عمليًا يعين الشركات، ويفتح أمامها مجالات تجارية جديدة ويحد من استهلاك الطاقة ويخفض التكاليف.

- تعني الحوسبة الهجينة الاستفادة من أفضل ما في الجانبين الكمي والكلاسيكي، وتذليل العقبات أمام الشركات بمختلف أحجامها للبدء في الاستفادة من إمكانات الحواسيب الكمية، والتي يجري استخدام تطبيقاتها بالفعل في صناعات مثل السيارات والتصنيع والتمويل حاليًا.

- تستخدم الألمانية "فولكس فاجن" أجهزة حواسيب كمومية لتطوير تطبيقات مبكرة قادرة على تحسين خاصية التوجيه في النقل العام حول العالم، فيما قالت شركة "دنسو" اليابانية، إنها تستطيع تحسين كفاءة الروبوتات والحد من تعثرها بفضل تطبيقات الحواسيب الكمومية.