الاستدامة أولوية عالمية حيوية. تهدف أهداف الأمم المتحدة للتنمية المستدامة (SDGs) إلى معالجة قضايا معقدة مثل تغير المناخ والفقر وعدم المساواة. وتحدد هذه الأهداف مسارًا نحو مستقبل أكثر عدلاً واستدامة. ومع ذلك، يتطلب تحقيق أهداف التنمية المستدامة حلولاً مبتكرة وتقنيات متقدمة. أدخل الحواسيب الكمومية - وهي أجهزة ثورية تستخدم ميكانيكا الكم لحل المشاكل المعقدة بسرعة وحجم لا مثيل لهما. توفر هذه الآلات فرصًا جديدة لتحسين أنظمة الطاقة، وتطوير مواد مستدامة، وتسريع اكتشاف الأدوية أو اللقاحات من أجل رعاية صحية أكثر سهولة ونمذجة التأثيرات البيئية بأداء مبتكر. 

تهدف معاهد الكم المفتوح (OQI)، التي يحتضنها معهد جنيف للعلوم والدبلوماسية في جنيف، إلى سد الفجوة بين التقدم في العلوم الكمية والاحتياجات المجتمعية. تعمل مبادرة OQI على تعزيز التعاون الدولي بين الأوساط الأكاديمية والصناعية والحكومية لتسريع تطوير ونشر التقنيات الكمية. ويركز على إنشاء نظام بيئي مفتوح وشامل لمواجهة التحديات العالمية، وتعزيز الابتكارات الكمية الأخلاقية والمستدامة لصالح البشرية. 

وقد صرحت الهيئة العامة للتعليم من أجل التنمية المستدامة أن هدف مبادرة OQI هو "إتاحة الحواسيب الكمية عالية الأداء لجميع المهتمين بإيجاد حلول لتسريع تنفيذ أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة في مجالات الصحة والطاقة وحماية المناخ وغيرها من المجالات ذات الصلة." 

تدعم شركةPasqal بفعالية GESDA في أنشطة المعهد الكمي المفتوح. ستتيح تقنية Pasqalمع أجهزتها الذرية المحايدة التناظرية، تنفيذ حالات استخدام أهداف التنمية المستدامة وستلعب دورًا حاسمًا في نجاح مبادرة المعهد الكمي المفتوح.

يستعين العلماء بأقوى الحواسيب العملاقة لتخزين وتحليل بيانات الطقس والمناخ ومحاكاة الأنماط ونمذجة التأثيرات المستقبلية لتغير المناخ. ومن المفارقات أن مراكز البيانات هذه تستهلك كمية هائلة من الطاقة. 

منذ القرن الماضي، تطورت الحواسيب عالية الأداء منذ القرن الماضي، مما يوفر حسابات أكثر دقة وسرعة. واليوم، تستضيف هذه الحواسيب الآلاف من أنوية المعالجات وتتطلب مبانٍ كاملة مزودة بأنظمة تبريد باهظة الثمن. وبالتالي، أصبح الحد من استهلاك الطاقة وانبعاثات غازات الاحتباس الحراري مهمة حاسمة للشركات التي تقدم خدمات الحوسبة وتخزين البيانات. وعلى الرغم من الجهود المبذولة لخفض استخدام الطاقة، لا يزال الاستهلاك مرتفعاً للغاية. 

تظهر الحوسبة الكمية بسرعة باعتبارها الجيل التالي من الحوسبة عالية الأداء لمعالجة المشاكل المعقدة التي لا تستطيع الأجهزة الكلاسيكية حلها بكفاءة. فالعديد من العمليات الحسابية العلمية والصناعية تتوسع أضعافاً مضاعفة في الوقت على الأجهزة الكلاسيكية. السؤال هو، هل ستأتي الميزة الكمية مع ميزة استهلاك الطاقة؟ 

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

وتتيح هذه الرؤى جمع البيانات الدقيقة في الوقت الحقيقي، وهو أمر ضروري للإدارة البيئية الفعالة والحفاظ على البيئة. تعزز التقنيات الكمية قدرتنا على مراقبة النظم البيئية وحمايتها، مما يساهم في تحقيق أهداف الاستدامة على المدى الطويل. 

وتتيح هذه الرؤى جمع البيانات الدقيقة في الوقت الحقيقي، وهو أمر ضروري للإدارة البيئية الفعالة والحفاظ على البيئة. تعزز التقنيات الكمية قدرتنا على مراقبة النظم البيئية وحمايتها، مما يساهم في تحقيق أهداف الاستدامة على المدى الطويل. 

نظرًا لعدم وجود معيار للتكنولوجيا الكمية حتى الآن، تتنافس أنواع مختلفة من البنى في السوق. يقارن الجدول أدناه استخدام الطاقة، بما في ذلك أكثر أنواع الحواسيب الكمية شيوعًا. من هناك، يمكنك أن ترى أن آلة الذرات المحايدة (أو الباردة) من Pasqalهي واحدة من أكثر الآلات ملاءمة لاستهلاك الطاقة من حيث إجمالي استهلاك الطاقة ولكل كيوبت. 

تختلف تكلفة الطاقة في الحوسبة الكمية تبعاً للمكونات التي تتطلبها كل آلة، وبالنسبة لمعظمها، عدد الكيوبتات. وعادةً ما ترتبط التكاليف الأكثر أهمية بنظام التبريد، وهو أمر ضروري للكيوبتات فائقة التوصيل ولكن أقل من ذلك بكثير بالنسبة للذرات المتعادلة الباردة. 

يستهلك معالج Pasqalالكمي الحالي، الذي أظهر القدرة على العمل بمئات الكيوبتات، حوالي 2.6 كيلوواط من الطاقة. ويأتي نصف هذا الاستهلاك من أشعة الليزر، بينما ينقسم الباقي بين الإلكترونيات والتحكم في البيئة. 

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

لا يزال استخدام الطاقة على المدى الطويل للتقنيات الكمية غير مؤكد، ولكن تم وضع بعض التقديرات على غرار بعض التقديرات مع الأخذ بعين الاعتبار قابلية التوسع وتقنيات تصحيح الأخطاء. وستتطلب هذه التقنيات أعداداً كبيرة من الكيوبتات لتمكين إجراء الحسابات بمعدلات خطأ منخفضة في إطار زمني معقول. 

لا تزال العديد من الأسئلة دون إجابة، مثل ما إذا كانت ميزة الطاقة المحتملة للحوسبة الكمية ستنطبق على جميع أنواع الخوارزميات والتطبيقات. بالإضافة إلى ذلك، من المهم النظر في بصمة غازات الاحتباس الحراري المرتبطة بتصنيع كل من الحواسيب الخارقة الكلاسيكية والحواسيب الكمية. كما تنشأ قضايا اقتصادية ومجتمعية أخرى، مثل الآثار المترتبة على انتشار الحوسبة الكمية على نطاق واسع والتدابير التنظيمية المحتملة. 

يعتمد العلماء والمهندسون على الحواسيب الفائقة لإجراء الحسابات وعمليات المحاكاة لتطوير المعرفة وابتكار منتجات أفضل ومواجهة التحديات الحرجة مثل تغير المناخ. ولمواجهة التغير المناخي بفعالية، يجب على الشركات التي تقدم خدمات الحوسبة، سواء كانت كلاسيكية أو كمية، أن تواصل البحث عن طرق لتقليل بصمتها في مجال الطاقة. وفي الوقت نفسه، يجب أن تستمر البشرية في جهودها لتحقيق أهداف التنمية المستدامة العالمية.