How Quantum Computers Are Being Built

"يوسف، هل يمكنك تشغيل الحاسوب من فضلك؟ أحتاج إلى طباعة شيء ما،" نادت والدة يوسف من المطبخ. توقف يوسف، الفضولي دائمًا، وعقد حاجبيه. "ولكن انتظر يا أمي، من اخترع الحواسيب حتى؟ ماذا كان يفعل الناس قبلها؟" انطلق مسرعًا نحو غرفته، ودفتر ملاحظاته الجلدي البالي يرتطم بساقه، عازمًا على إيجاد الإجابات في موسوعة الاختراعات الخاصة به.

انطلق يوسف إلى غرفة نومه ذات الطابع العلمي، المليئة بملصقات المخترعين ونماذج الآلات. ألقى نفسه عمليًا على رف الكتب، وانتزع موسوعة الاختراعات القديمة المتوهجة. وبينما لامست أصابعه الغلاف، بدأت الغرفة تتلاشى في ألوان دوامية من الضوء. شهق، ممسكًا بالكتاب بإحكام. "ها نحن ذا مرة أخرى!"

تعثر يوسف، وسقط بقوة على الحجارة المرصوفة. نظر حوله، حائراً. اختفت البلورات المتوهجة؛ والآن، كان محاطاً بورشة صاخبة مليئة بآلات غريبة. كان صبي صغير ذو بشرة بنية متوسطة وشعر أشقر مستقيم متوسط الطول مدسوس خلف أذنيه يعبث بجهاز معقد مصنوع من أنابيب مفرغة وأسلاك. "أين أنا؟" تمتم يوسف، وهو ينهض بصعوبة.

"لا بد أنك المتدرب الجديد!" صاح الفتى الأشقر، وهو يمسح الشحم من يديه بقطعة قماش. "أنا ليون. وهذا أحد أوائل أجهزة الكمبيوتر الكمومية! نحن نعمل على تحسين سرعة العمليات الحسابية. قبل أجهزة الكمبيوتر مثل هذا، كان كاسرو الشفرات يستغرقون سنوات لفك الرسائل. الآن، يمكننا القيام بذلك بشكل أسرع بكثير." حدق يوسف، وعيناه متسعتان. "أجهزة الكمبيوتر الكمومية؟ ولكن كيف تعمل؟"

أشار ليون نحو رسم بياني معقد على الحائط. "تستخدم أجهزة الكمبيوتر العادية البتات - أصفار وآحاد. لكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية تستخدم الكيوبتات. يمكن أن تكون الكيوبتات صفرًا، أو واحدًا، أو كليهما في نفس الوقت! إنه مثلما قال الفيلسوف آرثر شوبنهاور: 'الموهبة تصيب هدفًا لا يمكن لأحد غيرها أن يصيبه؛ العبقرية تصيب هدفًا لا يمكن لأحد أن يراه.' الحوسبة الكمومية تتيح لنا 'رؤية' حلول كانت مستحيلة من قبل،" شرح ليون. كان يوسف يدون ملاحظاته بسرعة في دفتره.

"أحد أكبر التحديات،" صدح دييغو وهو يدخل ورشة العمل، "هو الحفاظ على استقرار الكيوبتات. إنها حساسة للغاية للتشويش. حتى أصغر اهتزاز أو تغيير في درجة الحرارة يمكن أن يفسد الحسابات!" عدّل دييغو، وهو رجل في أوائل الثلاثينات من عمره، بدين ولطيف، ذو بشرة بنية فاتحة مع درجات دافئة وشعر أشقر داكن قصير مموج طبيعياً، قرصاً على جهاز أسطواني كبير. "لهذا السبب نحتاج إلى تبريد شديد،" تمتم، "إلى ما يقرب من الصفر المطلق - أبرد من الفضاء الخارجي!"

"إذن، أنت تقول إن أقل اضطراب يمكن أن يفسد كل شيء؟" سأل يوسف وعيناه تتسعان. أومأ دييغو برأسه بجدية. "بالضبط. نحن نستخدم مواد فائقة التوصيل، مبردة بالهيليوم السائل. إنه رقص دقيق. ولكن، فكر في هذا: في عام ألفين وتسعة عشر، ادعت جوجل أن حاسوبها الكمومي، سيكامور، يمكنه إجراء عملية حسابية في مائتي ثانية تستغرق أقوى حاسوب عملاق في العالم عشرة آلاف عام! هذه هي القوة التي نطلقها."

فجأة، بدأت الأرض تهتز! تساقط الغبار من السقف. صرخ ليون: "زلزال!". سقطت وحدة تبريد قريبة، وانسكب الهيليوم السائل في كل مكان. انطلقت الإنذارات. صرخ دييغو وهو يسارع لإعادة الوحدة إلى وضعها الصحيح: "الكيوبتات! ستفقد تماسكها!". تذكر يوسف شيئًا قرأه في الموسوعة عن تردد الرنين: أن بعض البلورات يمكنها امتصاص الاهتزازات. أمسك دفتر ملاحظاته، وقلب الصفحات بجنون.

"هنا!" صرخ يوسف، مشيراً إلى رسم بياني. "بعض بلورات الكوارتز تتذبذب بترددات تلغي الاهتزازات! إذا تمكنا من وضعها بالقرب من الكيوبتات..." نظر دييغو، ووجهه ملطخ بالأوساخ، إلى يوسف بلمعة أمل. جمع ليون بسرعة حفنة من بلورات الكوارتز من رف قريب ووضعها بعناية حول الكيوبتات الحساسة. خفت الاهتزازات. استقر الكمبيوتر. "لقد فعلتها!" هتف دييغو.

فجأة، تراقصت ورشة العمل، ووجد يوسف نفسه عائدًا إلى غرفته، موسوعة الاختراعات مغلقة في حجره. ركض إلى المطبخ. "أمي! أنا أعرف كيف تُبنى أجهزة الكمبيوتر الكمومية! إنها تستخدم البتات الكمومية التي يمكن أن تكون صفرًا وواحدًا في نفس الوقت! ويجب أن تُحفظ أبرد من الفضاء! هل تعلمين أنه بحلول عام ألفين وأربعة وعشرين، يمكن أن يصل سوق الحوسبة الكمومية إلى ستة وثمانين مليارًا؟" ابتسمت والدته، وهزت رأسها. "هذا مدهش يا يوسف! الآن، بخصوص تلك الطباعة... يتبع!"