الاستدامة هي أولوية عالمية حيوية. تهدفأهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة (SDGs)إلى معالجة قضايا معقدة مثل تغير المناخ والفقر وعدم المساواة. تحدد هذه الأهداف مسارًا نحو مستقبل أكثر عدالة واستدامة. ومع ذلك، يتطلب تحقيق أهداف التنمية المستدامة حلولًا مبتكرة وتقنيات متقدمة. وهنا يأتي دور أجهزة الكمبيوتر الكمومية، وهي أجهزة ثورية تستخدم ميكانيكا الكم لحل المشكلات المعقدة بسرعة ونطاق لا مثيل لهما. توفر هذه الأجهزة فرصًا جديدة لتحسين أنظمة الطاقة وتطوير مواد مستدامة وتسريع اكتشاف الأدوية أو اللقاحات من أجل رعاية صحية أكثر سهولة ونمذجة الآثار البيئية بأداء مبتكر. 

تهدف مؤسسةOpen Quantum Institutes (OQI)، التي أنشأتها مؤسسة Geneva Science and Diplomacy Anticipator (GESDA)، إلى سد الفجوة بين التطورات في مجال العلوم الكمومية واحتياجات المجتمع. تعمل OQI على تعزيز التعاون الدولي بين الأوساط الأكاديمية والصناعية والحكومية لتسريع تطوير ونشر التقنيات الكمومية. وتركز على إنشاء نظام بيئي مفتوح وشامل لمواجهة التحديات العالمية، وتعزيز الابتكارات الكمومية الأخلاقية والمستدامة لصالح البشرية. 

وقد صرحت GESDAأن هدف OQI هو "توفير أجهزة كمبيوتر كمية عالية الأداء لجميع المهتمين بإيجاد حلول لتسريع تنفيذ أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة (SDGs) في مجالات الصحة والطاقة وحماية المناخ وغيرها من المجالات ذات الصلة". 

تدعم Pasqal بنشاط GESDAفي أنشطة معهد Open Quantum Institute. ستتيح تقنية Pasqal، مع أجهزتها التناظرية للذرات المحايدة، تنفيذ حالات استخدام SDG وستلعب دورًا حاسمًا في نجاح OQI.

يستخدم العلماء أقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة لتخزين وتحليل بيانات الطقس والمناخ، ومحاكاة الأنماط، ووضع نماذج للتأثيرات المستقبلية لتغير المناخ. ومن المفارقات أن مراكز البيانات هذه تستهلك كميات هائلة من الطاقة. 

منذ القرن الماضي، تطورت أجهزة الكمبيوتر عالية الأداء، مما أدى إلى حسابات أكثر دقة وسرعة. اليوم، تحتوي هذه الأجهزة على آلاف من نوى المعالجات وتتطلب مبانٍ كاملة مزودة بأنظمة تبريد باهظة الثمن. وبالتالي، أصبح تقليل استهلاك الطاقة وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري مهمة حاسمة للشركات التي تقدم خدمات الحوسبة وتخزين البيانات. على الرغم من الجهود المبذولة لخفض استهلاك الطاقة، لا يزال الاستهلاك مرتفعًا للغاية. 

تبرز الحوسبة الكمومية بسرعة كجيل جديد من الحوسبة عالية الأداء لمعالجة المشكلات المعقدة التي لا تستطيع الأجهزة التقليدية حلها بكفاءة. تتزايد العديد من العمليات الحسابية العلمية والصناعية بشكل كبير مع مرور الوقت على الأجهزة التقليدية. والسؤال هو:هل ستأتي الميزة الكمومية مع ميزة استهلاك الطاقة؟ 

يتم بالفعل تطبيق الحوسبة الكمومية في حالات الاستخدام المستدام اليوم. من تحسين شبكات الطاقة وتطوير علوم المواد إلى تسريع اكتشاف الأدوية، تمهد التكنولوجيا الكمومية الطريق لحلول مبتكرة تتماشى مع تحديات الاستدامة العالمية.  

تتيح هذه الرؤى جمع بيانات دقيقة في الوقت الفعلي، وهو أمر ضروري لإدارة البيئة وحمايتها بشكل فعال. تعزز تقنيات الكم قدرتنا على مراقبة النظم البيئية وحمايتها، مما يساهم في تحقيق أهداف الاستدامة على المدى الطويل. 

تتيح هذه الرؤى جمع بيانات دقيقة في الوقت الفعلي، وهو أمر ضروري لإدارة البيئة وحمايتها بشكل فعال. تعزز تقنيات الكم قدرتنا على مراقبة النظم البيئية وحمايتها، مما يساهم في تحقيق أهداف الاستدامة على المدى الطويل. 

نظرًا لعدم وجود معيار لتكنولوجيا الكم حتى الآن، تتنافس أنواع مختلفة من البنى الهندسية في السوق. يقارن الجدول أدناه استهلاك الطاقة، بما في ذلك أنواع أجهزة الكمبيوتر الكمومية الأكثر شيوعًا. ومنه، يمكنك أن ترى أن جهاز Pasqal الذي يعمل بالذرات المحايدة (أو الباردة) هو أحد أكثر الأجهزة ملاءمة من حيث استهلاك الطاقة الإجمالي لكل كيوبت. 

تختلف تكلفة الطاقة اللازمة للحوسبة الكمومية باختلاف المكونات التي تتطلبها كل آلة، وبالنسبة لمعظمها، باختلاف عدد الكيوبتات. وعادةً ما ترتبط التكاليف الأكثر أهمية بالنظام المبرد، الذي يعد ضروريًا للكيوبتات فائقة التوصيل، ولكنه أقل أهمية بالنسبة للذرات الباردة المحايدة. 

يستهلك معالج باسكال الكمومي الحالي، الذي أثبت قدرته على العمل بمئات الكيوبتات، حوالي 2.6 كيلوواط من الطاقة. نصف هذا الاستهلاك يأتي من الليزر، والباقي يتوزع بين الأجهزة الإلكترونية والتحكم في البيئة. 

 من المهم ملاحظة أن هذه التوقعات هي تقديرات تقريبية وستصبح أكثر وضوحًا عندما يتم تشغيل هذه الأجهزة. بالإضافة إلى ذلك، يجب أيضًا مراعاة سير العمل الهجين (الكلاسيكي والكمي) الذي تحتاجه معظم الخوارزميات. 

لا يزال استخدام الطاقة على المدى الطويل في تقنيات الكم غير مؤكد، ولكن تم وضع بعض التقديرات مع الأخذ في الاعتبار تقنيات قابلية التوسع وتصحيح الأخطاء. ستتطلب هذه التقنيات أعدادًا كبيرة من الكيوبتات لإجراء حسابات بمعدلات خطأ منخفضة في إطار زمني معقول. 

لا تزال هناك عدة أسئلة دون إجابة، مثل ما إذا كانت الميزة الطاقية المحتملة للحوسبة الكمومية ستنطبق على جميع أنواع الخوارزميات والتطبيقات. بالإضافة إلى ذلك، من المهم النظر في البصمة الكربونية المرتبطة بتصنيع كل من أجهزة الكمبيوتر العملاقة الكلاسيكية وأجهزة الكمبيوتر الكمومية. كما تبرز قضايا اقتصادية واجتماعية أخرى، مثل الآثار المترتبة على انتشار الحوسبة الكمومية والتدابير التنظيمية المحتملة. 

يعتمد العلماء والمهندسون على أجهزة الكمبيوتر الفائقة في إجراء الحسابات والمحاكاة لتطوير المعرفة، وابتكار منتجات أفضل، ومواجهة التحديات الحرجة مثل تغير المناخ. لمكافحة تغير المناخ بفعالية، يجب على الشركات التي تقدم خدمات الحوسبة، سواء الكلاسيكية أو الكمومية، مواصلة البحث عن طرق لتقليل بصمتها الكربونية. وفي الوقت نفسه، يجب على البشرية أن تواصل جهودها لتحقيق أهداف التنمية المستدامة العالمية.