المقالات -
كيف تغيّر الفيزياء والحوسبة الكمية ملامح الذكاء الاصطناعي؟

وهي تكاد تصف بدقّة ما قاله البروفسور ريتشارد فاينمان عالم الفيزياء الكمية (Quantum Physics) وأحد أعظم العقول في القرن العشرين، والحائز جائزة نوبل في الفيزياء عام 1965 عن إسهاماته في تطوير الميكانيكا الكمية، حين علّق ساخراً: «من يظن أنّه فهم ميكانيكا الكم فهو في الحقيقة لم يفهم شيئاً».

بهذه الروح المعلّقة بين الدهشة والبحث، ننطلق لنستكشف كيف يمكن للفيزياء الكمية أن تعيد تعريف الذكاء الاصطناعي، وتفتح لنا أبواباً لفهم أعمق للعقل، والاحتمال، والأخلاق.

الفيزياء الكمية

الفيزياء الكمية (Quantum Physics) فلسفة الاحتمال والتشابك. إنها ليست مجرد معادلات معقَّدة، بل ثورة غيّرت الطريقة التي ننظر بها إلى الواقع نفسه. تخبرنا أن العالم في أعماقه لا يسير دائماً وفق خطٍّ مستقيم أو قواعد جامدة، بل تحكمه احتمالات وتشابكات دقيقة.

> من أبرز أفكار الفيزياء الكمية:

- التراكب الكمّي (Quantum Superposition): الجسيم الدقيق يمكن أن يكون في حالتين أو أكثر في اللحظة نفسها، إلى أن نرصده فنراه في حالة واحدة فقط.

- التشابك الكمّي (Quantum Entanglement): جسيمان يمكن أن يرتبطا بطريقة تجعل أحدهما يتأثر فوراً بما يحدث للآخر، حتى لو كانا على طرفي الكون.

- مبدأ اللاحتمية (Uncertainty Principle): لا يمكننا تحديد كل خصائص الجسيم بدقة مطلقة؛ ما نستطيع معرفته هو مجموعة من الاحتمالات لما قد نجده.

هذه المفاهيم ليست بعيدة عن حياتنا اليومية؛ فأفكارنا تتراكب أحياناً، ومشاعرنا تتشابك بمن حولنا، ونوايانا قد تظل غامضة حتى تظهر في أفعالنا. هكذا تلتقي فيزياء الكم مع طبيعة الإنسان، لتذكّرنا أن الواقع - مثل النفس - أعمق وأكثر مرونة مما يبدو على السطح.

> ما معنى «الكم»؟ حين نتحدث عن «الفيزياء الكمية» فنحن نتعامل مع عالم بالغ الصغر، عالم مكوَّن من الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات داخل الذرة. هذه الجسيمات الدقيقة لا تتصرف دائماً كما نتوقع؛ أحياناً تسلك كسيل من الطاقة، وأحياناً كجسيمات دقيقة، وتتبدّل خصائصها بحسب طريقة رصدنا لها. هذا السلوك العجيب هو ما دفع العلماء إلى ابتكار «ميكانيكا الكم» لوصفه، وهو الأساس الذي قامت عليه تقنيات مثل الحوسبة الكمية والذكاء الاصطناعي الكمّي.

> الذرة: لبنة كل ما في الكون. الذرة هي أصغر وحدة تكوِّن المادة في العالم من حولنا؛ فهي موجودة في أجسادنا، وفي الهواء والماء، وحتى في الصخور والكواكب والنجوم. وهي تتكوّن من نواة دقيقة في مركزها تحتوي على البروتونات والنيوترونات، وتدور حولها إلكترونات سريعة الحركة. وهذه الجسيمات هي التي تحدد طبيعة كل عنصر: من الذهب والحديد، إلى الأكسجين الذي نتنفسه والكربون الذي يشكّل أساس الحياة. وعلى الرغم من ضآلة حجمها - إذ يمكن وضع ملايين الذرات على رأس دبوس - فإنها تحمل الطاقة والمادة اللتين تصنعان كل شيء نراه ونلمسه.

الحوسبة الكمّية

الحوسبة الكمية (Quantum Computing) - ما بعد المنطق الثنائي. أنها ليست مجرد نسخة أسرع من الحاسوب العادي، بل طريقة جديدة تماماً في التفكير والحساب. بدلاً من البت (Bit) التقليدي الذي يأخذ قيمة 0 أو 1 فقط، تستخدم الحوسبة الكمية وحدة تُسمى كيوبِت (Qubit)، القادر على تمثيل عدة حالات في الوقت نفسه بفضل مبدأ التراكب الكمّي.

هذا يمنح الحاسوب الكمي قدرات غير مسبوقة، مثل:

- معالجة كميات هائلة من البيانات بسرعة مذهلة.

- حل مسائل معقدة جداً، مثل محاكاة الجزيئات أو فك التشفير المتقدم.

- ابتكار خوارزميات كمّية (Quantum Algorithms) تستطيع التفوق على الخوارزميات التقليدية، خصوصاً في مجالات التعلم الآلي وتحليل البيانات.

بهذه الخصائص، يفتح الحاسوب الكمي الباب أمام عصر جديد من الذكاء الاصطناعي، حيث تصبح العمليات التي كانت تحتاج سنوات ممكنة في لحظات.

الحاسوب الكمي والذكاء الاصطناعي الخارق

يمثّل الحاسوب الكمي (Quantum Computer) حجر الزاوية في تطوير ما يُعرف بـ«الذكاء الاصطناعي الخارق» (Superintelligent AI)، إذ يوفّر قدرة حسابية تفوق الحوسبة التقليدية بمراحل. وبفضل ظاهرتي التراكب الكمّي والتشابك الكمّي، تستطيع المعالجات الكمّية تنفيذ عمليات معقدة في وقت واحد، مما يمكّن الذكاء الاصطناعي من استكشاف مساحات واسعة من الحلول، وتحليل كمّيات ضخمة من البيانات بسرعة، واكتشاف أنماط دقيقة يعجز عنها الحاسوب العادي.

هذه القوة الهائلة تتيح للأنظمة الذكية تحقيق إنجازات رائدة، مثل ابتكار أدوية جديدة، وتصميم مواد فائقة، وتحسين توقعات المناخ، وصياغة حلول لأزمات الطاقة والموارد. غير أن هذا التقدم يحتاج إلى أطر أخلاقية وتنظيمية واضحة، حتى تُستخدم هذه القدرات لما فيه مصلحة البشرية.

> سباق الحوسبة الكمية. على المستوى العالمي، تتصدر عدة جهات سباق الحوسبة الكمّية، منها:

- IBM Quantum (الولايات المتحدة)، التي توفّر أجهزة كمّية عبر خدمات سحابية للباحثين.

- Google Quantum AI (الولايات المتحدة)، التي أعلنت عن «التفوق الكمّي» (Quantum Supremacy) عام 2019.

- D-Wave Systems(كندا)، الرائدة في أجهزة متخصصة لتحسين المسائل المعقدة.

- Microsoft Quantum، التي تطوّر منصات هجينة تجمع بين الحوسبة الكمّية والكلاسيكية.

- Alibaba Quantum Laboratory (الصين)، ضمن سباق آسيوي متسارع.

-جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (KAUST) و«سدايا» في السعودية، حيث تُبنى شراكات بحثية لدراسة تطبيقات الحوسبة الكمّية في الذكاء الاصطناعي دعماً لرؤية 2030.

إن تلاقي الابتكار التقني مع الاستثمار البحثي يجعل الحاسوب الكمي منصة أساسية لإطلاق جيل جديد من الذكاء الاصطناعي، قادر على تقديم حلول مبتكرة لأصعب تحديات عصرنا.

الذكاء الاصطناعي الكمّي - لقاء العقلين

حين يجتمع الذكاء الاصطناعي مع الحوسبة الكمية، تظهر أمامنا آفاق لم نعرفها من قبل. من أبرز مجالات هذا اللقاء:

- التعلم الكمّي (Quantum Learning): خوارزميات تستفيد من مبدأي التراكب والتشابك لتسريع التعلم وتحسين دقته.

- نماذج غير خطية: قادرة على فهم أنماط معقدة وغامضة لا تستطيع الأنظمة التقليدية رصدها بسهولة.

- أخلاقيات مبتكرة: كيف يمكننا تفسير قرارات الذكاء الاصطناعي الكمّي؟ وهل نثق بآلة قد تفكر بطرق لا تنتمي إلى منطقنا المعتاد؟

هذه التساؤلات لا تخص العلماء وحدهم، بل تمتد لتشمل الفلاسفة، ورجال الدين، وصنّاع السياسات، لأن مستقبل هذا المجال سيتأثر بما نضعه له من ضوابط ومعايير إنسانية.

الريادة السعودية والعربية في الذكاء الاصطناعي

تشكل رؤية المملكة 2030 أرضية صلبة لدعم (الذكاء الاصطناعي الكمّي Quantum AI) وتطويره.