الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة في عام 2025: القفزة التالية في أنظمة الكم القابلة للتوسع والمقاومة للأخطاء. استكشف كيف تشكل هذه التقنية مستقبل الميزة الكمية وتحويل الصناعة.

• الملخص التنفيذي: مشهد الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة 2025
• نظرة عامة على التكنولوجيا: المبادئ والمزايا لبتات الكم الذرية الباردة
• اللاعبون الرئيسيون والنظام البيئي: الشركات الرائدة والتعاونات
• الاختراقات الأخيرة: ابتكارات 2024-2025 في منصات الذرات الباردة
• توقعات السوق: تقديرات النمو حتى عام 2030
• تحليل مقارن: الذرات الباردة مقابل الأساليب فائقة التوصيل والأيونات المحصورة
• طرق التجارة: من المختبر إلى المعالجات الكمومية القابلة للتوسع
• التحديات والعقبات: الفجوات الفنية وسلسلة التوريد والمواهب
• الشراكات الاستراتيجية والاتجاهات التمويلية
• آفاق المستقبل: خارطة الطريق نحو الميزة الكمية واعتماد الصناعة
• المصادر والمراجع

الملخص التنفيذي: مشهد الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة 2025

تظهر الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة كمنصة واعدة في المشهد الأوسع لتكنولوجيا الكم، مستفيدة من الذرات الدقيقة المخبأة والمُعالجة بواسطة الليزر لتكون بمثابة وحدات كمية (كيوبت). اعتبارًا من عام 2025، ينتقل هذا المجال من البحث الأساسي إلى مرحلة التجارة المبكرة، مع عرض العديد من الشركات والمراكز البحثية تقدمًا ملحوظًا في التوسع، وأوقات التماسك، ودقة البوابات.

تشمل المنظمات الرئيسية في قطاع الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة Pasqal، وهي شركة فرنسية أسسها فيزيائيون بارزون، والتي طورت معالجات كمومية ذات ذرات محايدة مع أكثر من 100 كيوبت وتستهدف أنظمة تحتوي على 1,000 كيوبت في المستقبل القريب. يتم اختبار أنظمة Pasqal لتطبيقات في التحسين، والمحاكاة الكمومية، والتعلم الآلي، مع تعاونات تمتد عبر قطاعات الطاقة والمالية وعلوم المواد. شركة بارزة أخرى، QuEra Computing (الولايات المتحدة الأمريكية)، تدير كمبيوتر كمومي يحتوي على 256 كيوبت من الذرات المحايدة يمكن الوصول إليه عبر السحابة، وتعمل بنشاط على تصحيح الأخطاء واستراتيجيات التوسع. حصلت كلا الشركتين على تمويل كبير وشراكات مع مؤسسات البحث الكبرى ومستخدمي الصناعة.

بالتوازي، Atom Computing (الولايات المتحدة الأمريكية) تتقدم بمعالجات كمومية قائمة على ذرات الأرض القلوية، حيث كشفت مؤخرًا عن نموذج أولي لنظام يحتوي على 1,225 كيوبت، وهو من بين الأكبر في مجال الذرات الباردة. يركزون على أوقات التماسك الطويلة والاتصال العالي، مع الهدف من جعل أنظمتهم متاحة للاستخدام التجاري والبحثي خلال السنوات القليلة المقبلة. بالإضافة إلى ذلك، Infleqtion (المعروفة سابقًا باسم ColdQuanta، الولايات المتحدة) تطور كلًا من حلول الحوسبة الكمومية وحلول الاستشعار الكمومي بناءً على تكنولوجيا الذرات الباردة، مع خارطة طريق تشمل المعالجات الكمومية القابلة للتوسع ودمجها مع الشبكات الكمومية.

تتميز آفاق الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة حتى عام 2025 وما بعده بالتقدم التقني السريع وزيادة التفاعل الصناعي. من المتوقع أن تشمل المعالم الرئيسية الموضوعة عرض ميزة كمية متوسطة النطاق، وتحسين معدلات الأخطاء، وأول نشرات تجارية لتطبيقات متخصصة. تزيد الحكومات في أوروبا وأمريكا الشمالية وآسيا من تمويل بحوث الذرات الباردة، معترفة بإمكاناتها لاكتشافات علمية وتأثير اقتصادي. مع نضوج التكنولوجيا، من المتوقع أن تكمل المنصات القائمة على الذرات الباردة أنماط الكم الأخرى، مثل الأنظمة فائقة التوصيل والأيونات المحصورة، موفرة مزايا فريدة في القابلية للتوسع والبرمجة.

بشكل عام، يتميز مشهد الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة في عام 2025 بمزيج ديناميكي من الابتكار العلمي، والتجارة المبكرة، والاستثمار الاستراتيجي، مما يجعلها منافسًا رئيسيًا في السباق نحو الميزة الكمية العملية.

نظرة عامة على التكنولوجيا: المبادئ والمزايا لبتات الكم الذرية الباردة

تستفيد الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة من الخصائص الكمية للذرات المحايدة، والتي عادة ما يتم تبريدها إلى درجات حرارة ميكرو كيلفن أو نانو كيلفن باستخدام تقنيات الليزر والتبريد التبخيري. عند تلك درجات الحرارة المنخفضة جدًا، يمكن السيطرة على الذرات بدقة واحتجازها في شبكات ضوئية أو ملاقط، مما يشكل مجموعات قابلة للتحكم من الكيوبتات. تعتمد المبادئ الأساسية على عزل الذرات الفردية – وغالبًا ما تكون من المعادن القلوية مثل الروبيديوم أو السيزيوم – حتى يمكن التحكم في حالاتهم الكمومية بشكل متماسك وت entanglement باستخدام نبضات الليزر والحقول المغناطيسية.

تعتبر ميزة رئيسية لبتات الكم الذرية الباردة هي أوقات التماسك الاستثنائية. نظرًا لأن الذرات المحايدة تتفاعل بشكل ضعيف مع بيئتها، فهي أقل عرضة للفقدان التناسقي مقارنة بالكيوبتات التي تعتمد على الحالة الصلبة مثل الدوائر فائقة التوصيل. تتيح هذه الخاصية عمليات كمومية أطول وإمكانية لزيادة دقة بوابات الكم. بالإضافة إلى ذلك، فإن أنظمة الذرات الباردة قابلة للتوسع بطبيعتها: تتيح تقنيات الاحتجاز الضوئي ترتيب المئات أو حتى الآلاف من الذرات في أنماط منتظمة وقابلة لإعادة التشكيل، مما يدعم تطوير المعالجات الكمومية الكبيرة.

فائدة أخرى ملحوظة هي التجانس بين الكيوبتات الذرية. نظرًا لأن جميع الذرات من نوع معين متطابقة، فإن المنصات القائمة على الذرات الباردة تتجنب التباين في التصنيع الذي قد يؤثر على تقنيات الكيوبت الأخرى. ينظم هذا التجانس تصحيح الأخطاء والمعايرة، والتي تعتبر حاسمة للحوسبة الكمومية العملية. علاوة على ذلك، يمكن لأنظمة الذرات الباردة تنفيذ مجموعة متنوعة من آليات بوابة الكم، بما في ذلك تفاعلات ريدبرغ – حيث يتم تحفيز الذرات إلى حالات طاقة عالية لتحفيز تفاعلات قوية وقابلة للتحكم على مسافات ميكرومتر. تتيح هذه الطريقة بوابات كيوبت ثنائية سريعة ودقيقة، وهي أساس الحوسبة الكمومية الشاملة.

في عام 2025، تتقدم العديد من الشركات في مجال الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة. Pasqal (فرنسا) هي مطور رائد، تبني معالجات كمومية قائمة على مجموعات من الذرات المحايدة وتركز على تكامل الأجهزة والبرامج. ColdQuanta (الولايات المتحدة الأمريكية، الآن تعمل تحت اسم Infleqtion) هي لاعب رئيسي آخر، تطور الحواسيب الكمومية وحلول الشبكات الكمومية باستخدام تكنولوجيا الذرات الباردة. Atom Computing (الولايات المتحدة) تشتهر بمجموعاتها الذرية الكبيرة المحجوزة ضوئيًا وقد حققت أوقات تماسك قياسية. تتعاون هذه الشركات مع مؤسسات بحثية وشركاء في الصناعة لتسريع التجارة في حواسيب الكم باستخدام الذرات الباردة.

يتوقع أن يرى هذا المجال تقدمًا سريعًا في السنوات القليلة المقبلة. تدفع التطورات في تكنولوجيا الليزر، والهندسة الفراغية، وإلكترونيات التحكم تحسينات في عدد الكيوبتات، ودقة البوابات، وثبات النظام. مع نضوج المنصات القائمة على الذرات الباردة، من المتوقع أن تتنافس مع، وربما تتجاوز، أنماط الحوسبة الكمومية الأخرى من حيث القابلية للتوسع والأداء، مما يجعلها مرشحًا واعدًا للميزة الكمية العملية في المستقبل القريب.

اللاعبون الرئيسيون والنظام البيئي: الشركات الرائدة والتعاونات

يتطور قطاع الحوسبة الكمومية باستخدام الذرات الباردة بسرعة، مع وجود نظام بيئي متنامٍ من الشركات المتخصصة، والمؤسسات البحثية، والمبادرات التعاونية. اعتبارًا من عام 2025، يشكل العديد من اللاعبين الرئيسيين المشهد، كل واحد يساهم بنهج تكنولوجي فريد ويقيم شراكات استراتيجية لتسريع التقدم.

إحدى الشركات الأكثر بروزًا في هذا المجال هي Pasqal، التي مقرها في فرنسا. تُعرف Pasqal بمعالجاتها الكمومية ذات الذرات المحايدة، مستفيدة من مجموعات من الذرات الباردة المحتجزة بواسطة ضوء الليزر. عرضت الشركة معالجات كمومية ب أكثر من 100 كيوبت وتعمل بجد نحو توسيع نطاق الأنظمة إلى 1,000 كيوبت. تتعاون Pasqal مع شركاء صناعيين رئيسيين ومنظمات بحثية عبر أوروبا، بما في ذلك المشاركة في الاتحاد الأوروبي لصناعة الكم والبرامج المشتركة مع الجامعات الرائدة.

في الولايات المتحدة، تعتبر ColdQuanta (المعروفة الآن باسم Infleqtion) قوة رئيسية في تكنولوجيا الكم الكمي باستخدام الذرات الباردة. تطور الشركة كلًا من الحواسيب الكمومية والأجهزة الداعمة، مثل نظم الفراغ وأجهزة الليزر الضرورية لاحتجاز الذرات الباردة ومعالجتها. أعلنت Infleqtion عن خطط لتقديم خدمات حوسبة كمية تجارية وتشارك في عدة مبادرات كمومية ممولة من الحكومة الأمريكية، بما في ذلك التعاون مع مختبرات وطنية ووكالات الدفاع.

لاعب آخر مهم هو Atom Computing، التي مقرها في كاليفورنيا. تركز Atom Computing على المعالجات الكمومية القابلة للتوسع باستخدام الذرات المحايدة المحجوزة ضوئيًا. في عام 2024، كشفت الشركة عن كمبيوتر كمومي يحتوي على 1,225 كيوبت، وهو أحد أكبر الأنظمة القائمة على الذرات الباردة حتى الآن، وتعمل مع مزودي الخدمات السحابية والعملاء من الشركات لتطوير تطبيقات كمومية في التحسين والمحاكاة.

يتم تعزيز النظام البيئي أيضًا من قبل موردي الأجهزة وممكنات التكنولوجيا. توفر شركات مثل Thorlabs و TOPTICA Photonics مكونات حيوية، بما في ذلك الليزر الدقيقة وأنظمة البصريات، التي تدعم المنصات الكمومية. تتعاون هذه الموردون بشكل وثيق مع مطوري الأجهزة الكمومية لضمان موثوقية وقابلية توسيع الأنظمة من الجيل التالي.

تعتبر الجهود التعاونية مركزية في زخم هذا القطاع. تعزز اتحادات بين الصناعات المختلفة، مثل الاتحاد الكمي لتنمية السوق (QED-C)، والشراكات بين القطاعين العام والخاص في الولايات المتحدة وأوروبا تبادل المعرفة والتوحيد القياسي. في السنوات المقبلة، من المتوقع أن نشهد تكاملًا أعمق بين شركات الأجهزة الكمومية الباردة، ومقدمي خدمات الحوسبة السحابية، والمستخدمين النهائيين في قطاعات مثل الأدوية واللوجستيات والمالية، مما يعزز كل من التقدم الفني والتبني التجاري.

الاختراقات الأخيرة: ابتكارات 2024-2025 في منصات الذرات الباردة

شهدت الفترة من 2024 إلى 2025 تقدمًا كبيرًا في الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة، حيث حقق كل من اللاعبين الراسخين والشركات الناشئة الناشئة معالم تقنية بارزة. تتلقى منصات الذرات الباردة، التي تستخدم ذرات محايدة تم تبريدها بالليزر ومحجوزة في شبكات بصرية أو ملاقط، اعترافًا متزايدًا بفضل قابليتها للتوسع وأوقات تماسكها الطويلة وإمكاناتها للعمليات الكمومية عالية الدقة.

من بين أبرز التطورات هو عرض المعالجات الكمومية القابلة للبرمجة مع مئات من الذرات المحايدة التي يمكن التحكم فيها بشكل فردي. Pasqal، وهي شركة فرنسية أسسها الحائز على جائزة نوبل ألان أسبكت، استمرت في توسيع معالجاتها الكمومية ذات الذرات المحايدة، حيث أبلغت في أوائل عام 2025 عن التشغيل الناجح لجهاز يحتوي على 350 كيوبت. يستخدم هذا النظام مجموعات من ذرات الروبيديوم التي يتم معالجتها بواسطة أشعة الليزر، مما يمكن عمليات محاكاة كمومية معقدة ومهام تحسين. تشمل خارطة طريق Pasqal مزيدًا من التوسع والدمج مع سير عمل كمومي-كلاسيكي هجين، مستهدفًا تطبيقات تجارية في الكيمياء والمالية واللوجستيات.

في الولايات المتحدة، تمكنت QuEra Computing من تحقيق تقدم أيضا من خلال توسيع منصتها Aquila إلى 256 كيوبت، مع التركيز على المحاكاة الكمومية التناظرية والعمليات الحسابية القائمة على البوابات الرقمية. تستخدم مقاربة QuEra مجموعات من ذرات ريدبرغ، مما يسمح بتفاعلات قابلة للتعديل بشكل كبير وإعادة تأثير الاتصال بين الكيوبتات بسرعة. في عام 2024، أعلنت QuEra عن إتاحة أنظمتها للجمهور عبر الوصول إلى السحابة، مما يوسع قاعدة مستخدمي الحوسبة الكمومية باستخدام الذرات الباردة ويعزز تطوير الخوارزميات.

في هذه الأثناء، حققت Atom Computing تقدمًا في تكنولوجيا الذرات القلوية، حيث حققت أوقات تماسك قياسية تتجاوز 40 ثانية للكيوبتات الفردية. يمثل هذا الاختراق، الذي تم الإبلاغ عنه في أواخر عام 2024، خطوة مهمة في تصحيح الأخطاء وتنفيذ الدوائر الكمومية الأكثر تعقيدًا. تشمل خارطة طريق Atom Computing التوسع إلى 1,000 كيوبت ودمج الكيوبتات المنطقية المصححة بالأخطاء بحلول عام 2026.

على صعيد البحث، أدت التعاونات بين المؤسسات الأكاديمية والصناعة إلى تقنيات جديدة للتخفيف من الأخطاء، وتحسين احتجاز الذرات، وتسريع عمليات البوابات. على سبيل المثال، أدت التحسينات في استقرار الليزر وتقنية الفراغ إلى تقليل الضوضاء وفقدان التماسك، بينما منحت التصميمات الجديدة لملاقط البصرية المزيد من المرونة في ترتيب الكيوبتات.

مع النظر إلى المستقبل، يبدو أن قطاع الحوسبة الكمومية باستخدام الذرات الباردة مستعد لمزيد من النمو، مع توقعات بتجاوز الأجهزة التي تحتوي على 500 كيوبت وأول عروض للميزة الكمية في التطبيقات الواقعية بحلول عام 2026. يمثل الجمع بين توسيع الأجهزة، وتحسين السيطرة، وتوافر أوسع عبر السحابة منصات الذرات الباردة كمرشح رائد في السباق نحو الحوسبة الكمومية المفيدة.

توقعات السوق: تقديرات النمو حتى عام 2030

يستعد قطاع الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة لنمو كبير حتى عام 2030، مدفوعًا بالتقدم في احتجاز الذرات المحايدة، والتبريد بالليزر، والبنية المعمارية القابلة للتوسع. اعتبارًا من عام 2025، لا يزال السوق في مرحلة التجارة المبكرة، مع عدد قليل من الشركات المتخصصة والمؤسسات البحثية التي تقود تطوير منصات الأجهزة وعروض الحوسبة كخدمة. من المتوقع أن تشهد السنوات القليلة المقبلة انتقالًا من النماذج الأولية المختبرية إلى نشرات تجارية مبكرة، مع زيادة الاستثمارات من كلا القطاعين العام والخاص.

تشمل الشركات الرئيسية في هذا المجال Pasqal، وهي شركة فرنسية تثبت معالجات كمومية متعددة الكيوبت واكتندت في تطوير حلول حوسبة كمية لصناعة والبحث. تشمل خارطة طريق Pasqal التوسع إلى مئات ثم إلى آلاف الكيوبتات، مع التركيز على تخفيف الأخطاء وسير العمل الكمومي-الكلاسيكي الهجين. شركة بارزة أخرى هي ColdQuanta (الآن تعمل كـ Infleqtion)، ومقرها في الولايات المتحدة، التي تستخدم خبرتها في تكنولوجيا الذرات الباردة لتطبيقات الحوسبة الكمومية والاستشعار الكمومي. تستهدف Infleqtion تقديم حواسيب كمومية قابلة للبرمجة والوصول عبر السحابة إلى أجهزتها في المستقبل القريب.

تتأثر آفاق السوق للحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة بعدة عوامل:

• القابلية للتوسع: تعتبر منصات الذرات الباردة معروفة بإمكانيتها للتوسع إلى أعداد كبيرة من الكيوبتات مع اتصال عالي، وهو شرط رئيسي للميزة الكمية العملية. قد نشرت كل من Pasqal وInfleqtion خرائط طريق تشير إلى أهداف توسيع جريئة حتى عام 2027 وما بعده.
• التجارة: من المتوقع أن تتوسع الطيارين التجارية المبكرة في 2025-2027، مع عروض الحوسبة كخدمة وشراكات مع قطاعات مثل الطاقة والمالية والأدوية. ومن المتوقع أن يدفع هذا التعاون التدفقات الأولية للإيرادات ويعزز حالات الاستخدام.
• دعم الحكومة والمؤسسات: أنشطة الكم الوطنية في أوروبا وأمريكا الشمالية وآسيا توفر تمويلًا كبيرًا لأبحاث الذرات الباردة والبنية التحتية، مما يسرع من الطريق إلى السوق للشركات الرائدة.

بحلول عام 2030، يشير إجماع الصناعة إلى أن الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة يمكن أن تأخذ حصة كبيرة من سوق الحوسبة الكمومية الأوسع، لا سيما في التطبيقات التي تتطلب أعداد عالية من الكيوبتات واتصال مرن. ستعتمد مسافة نمو هذا القطاع على التقدم الفني المستمر، وتطوير النظام البيئي، وظهور خوارزميات كمومية ذات صلة تجاريًا. اعتبارًا من عام 2025، تبقى الرؤية مشرقة للغاية، حيث تتطلع الشركات الرائدة مثل Pasqal وInfleqtion إلى تشكيل تطور السوق خلال السنوات الخمس القادمة.

تحليل مقارن: الذرات الباردة مقابل الأساليب فائقة التوصيل والآيونات المحصورة

تظهر الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة كبديل جذاب للأنماط الراسخة للحوسبة الكمومية، لاسيما أنظمة التوصيل الفائق والآيونات المحصورة. اعتبارًا من عام 2025، يشهد هذا المجال تقدمًا تقنيًا سريعًا، حيث تسعى العديد من الشركات ومؤسسات البحث إلى تحسين القابلية للتوسع، والاتساق، وموثوقية العمليات في منصات الذرات الباردة. تقدم هذه القسم تحليلًا مقارنًا للحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة مقارنة بالأساليب الفائقة التوصيل والآيونات المحصورة، مع التركيز على التطورات الأخيرة وآفاق السنوات القليلة المقبلة.

تحقق الكيوبتات فائقة التوصيل، التي تتزعمها شركات رائدة مثل IBM وRigetti Computing، إنجازات مهمة من حيث عدد الكيوبتات وسرعة البوابات. تستفيد هذه الأنظمة من تقنيات التصنيع الناضجة والتكامل مع البنية التحتية الحالية لدوائر أشباه الموصلات. اعتبارًا من أوائل عام 2025، تظهر المعالجات فائقة التوصيل بانتظام أجهزة تحتوي على أكثر من 100 كيوبت، حيث تحدد IBM علنًا خرائط طريق نحو أنظمة تحتوي على 1,000 كيوبت أو أكثر. ومع ذلك، تواجه الكيوبتات فائقة التوصيل تحديات تتعلق بأوقات التماسك (عادة ما تكون في نطاق العشرات إلى المئات من الميكروثانية) والتداخل مع أنظمة الكهرباء المتزايدة.

تُعرف حواسيب الأيونات المحصورة، والتي طورتها شركات مثل IonQ وQuantinuum، بأوقات تماسكها الطويلة (غالبًا ما تتجاوز الثواني) وعمليات البوابات عالية الدقة. تستفيد هذه الأنظمة من تجانس الأيونات الذرية والسيطرة الدقيقة بالليزر، مما يمكّن من معدلات خطأ منخفضة وتعزيز الاتصال بين جميع الكيوبتات داخل سجلات صغيرة. ومع ذلك، فإن توسيع نطاق أنظمة الأيونات المحصورة ليشمل مئات أو آلاف الكيوبتات لا يزال يمثل تحديًا هندسيًا كبيرًا، إلى حد كبير بسبب تعقيد السيطرة على الضوء والبصمة الفيزيائية للأجهزة اللازمة.

تستخدم الحوسبة الكمومية باستخدام الذرات الباردة، التي تقودها مبتكرون مثل Pasqal وQuandela (الأخيرة نشطة أيضًا في الحوسبة الكمومية الضوئية)، الذرات المحايدة المحصورة في شبكات بصرية أو ملاقط. تقدم هذه المنصات عدة مزايا داخلية: Exhibit الذرات المحايدة حساسية قليلة للغاية للضجيج البيئي، مما يمكّن من أوقات تماسك يمكن أن تنافس أو تتجاوز تلك الخاصة بالأيونات المحصورة. علاوة على ذلك، أنظمة الذرات الباردة قابلة للتوسع بطبيعتها، بينما يمكن التحكم بمجموعات كبيرة من الذرات بالتوازي باستخدام تقنيات بصرية متقدمة. في عامي 2024 و2025، أظهرت Pasqal معالجات كمومية قابلة للبرمجة مع 100+ كيوبت، وقد أعلنت عن خطط للتوسع إلى عدة مئات من الكيوبتات في السنوات القليلة المقبلة.

مع النظر إلى المستقبل، من المتوقع أن تعقد الحوسبة الكمومية باستخدام الذرات الباردة الفجوة مع الأنظمة فائقة التوصيل والآيونات المحصورة من حيث عدد الكيوبتات وموثوقية العمليات. إن إمكانياتها العالية من الاتصال، والطول الزمني للتماسك، والقابلية للتوسع تجعلها منافسًا قويًا لكل من الميزة الكمية على المدى القريب والعمليات المعمارية المتجانسة على المدى البعيد. مع نضوج النظام البيئي، من المرجح أن تتسارع التعاونات بين مطوري الأجهزة، ومقدمي البرمجيات، ومستخدمي النهائية، مما يعزز الابتكار والتبني في المشهد الكمومي.

طرق التجارة: من المختبر إلى المعالجات الكمومية القابلة للتوسع

تظهر الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة، التي تستفيد من الذرات المحايدة المحجوزة والمُعالجة بواسطة حقول الليزر، كمنصة واعدة للمعالجات الكمومية القابلة للتوسع. تتسارع الانتقال من النماذج الأولية في المختبر إلى الأنظمة القابلة للتطبيق تجاريًا، مدعومة بتقدم في احتجاز الذرات، ودقة التحكم، والتكامل النظامي. اعتبارًا من عام 2025، تسعى العديد من الشركات والمنظمات البحثية بنشاط نحو تطوير مسارات التجارة، تهدف إلى سد الفجوة بين العروض الأكاديمية والأجهزة الكمومية القابلة للتوسع والموثوقة.

يُعتبر Pasqal، وهي شركة فرنسية تأسست بواسطة فيزيائيين بارزين، لاعبًا رئيسيًا في هذا المجال، حيث طورت معالجات كمومية ذات ذرات محايدة مع أكثر من 100 كيوبت. تشمل خارطة طريق Pasqal التوسع إلى عدة مئات من الكيوبتات ودمج تقنيات تخفيف الأخطاء، مع التركيز على الحوسبة الكمومية التناظرية والخطية. أعلنت الشركة عن شراكات مع العديد من أصحاب المصلحة الصناعيين والأكاديميين لنشر تقنيتها في منصات قابلة للوصول عبر السحابة وتطبيقات كمومية متخصصة.

مساهم آخر مهم هو QuEra Computing، وهي شركة أمريكية أنشأت من Harvard وMIT. حالياً تقدم نظام Aquila، المتاح عبر السحابة، الذي يحتوي على مجموعات من الذرات المحايدة ب256 كيوبت، وهو مصمم لكل من الحوسبة التناظرية والهجينة الكمومية-الكلاسيكية. تستهدف الشركة مزيدًا من التوسع وتحسين قابلية البرمجة، مع رؤية للوصول إلى حوسبة كمومية صعبة في السنوات القليلة المقبلة. تتعاون QuEra مع مؤسسات بحثية عالمية وشركاء في الصناعة لتسريع اعتماد معالجات الكم باستخدام الذرات الباردة في حل المشكلات الواقعية.

على جانب توفير الأجهزة، تقدم شركات مثل TOPTICA Photonics وM Squared Lasers تقنيات الليزر والبصريات الحيوية اللازمة لاحتجاز ومعالجة الذرات الباردة. يبتكر هؤلاء الموردون لتقديم أنظمة ليزر أكثر استقرارًا وقابلية للتوسع وسهولة الاستخدام، وهي ضرورية لموثوقية وأنماط تكرار المعالجات الكمومية التجارية.

مع النظر إلى المستقبل، من المتوقع أن تتركز مساعي تجارة الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة على ثلاثة مجالات رئيسية: (1) التوسع في عدد ال كيوبتات القابلة للتحكم مع الحفاظ على دقة عالية، (2) تطوير استراتيجيات قوية لتصحيح الأخطاء وتخفيفها، و(3) دمج المعالجات الكمومية في سير عمل هجيني كمومي-كلاسيكي للاستخدامات ذات الصلة بالصناعة. من المرجح أن تشهد السنوات القليلة المقبلة زيادة في الوصول عبر السحابة، وشراكات أوسع في الصناعة، وأول عرض للميزة الكمومية في مجالات معينة. مع نضوج النظام البيئي، تُعَد منصات الذرات الباردة في وضع مثالي لتلعب دورًا محوريًا في السباق نحو الحوسبة الكمومية القابلة للتطبيق والقابلة للتوسع.

التحديات والعقبات: الفجوات الفنية وسلسلة التوريد والمواهب

تظهر الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة، التي تستفيد من الذرات المحايدة المحتجزة والمُعالجة بواسطة مجالات الليزر والمجالات المغناطيسية، كمنصة واعدة لمعالجة المعلومات الكمومية القابلة للتوسع. ومع ذلك، مع تقدم المجال إلى عام 2025 وما بعده، تستمر العديد من التحديات والعقبات الكبيرة عبر التحديات الفنية وسلسلة التوريد والمواهب.

التحديات الفنية: تشمل العقبات الفنية الرئيسية للحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة تحقيق عمليات كيوبت عالية الدقة، والتوسع في عدد الذرات القابلة للتحكم، والحفاظ على التماسك على مدى فترات طويلة. فيما أظهرت العروض الأخيرة مجموعات تضم مئات من الكيوبتات من الذرات المحايدة، تظل معدلات الأخطاء للبوابات ثنائية الكيوبت أعلى من المتطلبات المطلوبة للحوسبة الكمومية القابلة للتحمل بشكل عملي. تعمل شركات مثل Pasqal وQuEra Computing بنشاط لتحسين دقة البوابات وتطوير بروتوكولات تصحيح الأخطاء، ولكن تعقيد نظم التحكم بالليزر وحساسية الحالات الذرية للضجيج البيئي تستمر في توفير عقبات. بالإضافة إلى ذلك، يعد دمج أنظمة الذرات الباردة مع الإلكترونيات التقليدية وتطوير بنية تحتية موثوقة وموسعة للفراغات والتبريد أن تحديات هندسية مستمرة.

عقبات سلسلة التوريد: تعتمد الأجهزة المتخصصة اللازمة لجهاز الحوسبة الكمومية باستخدام الذرات الباردة—مثل غرف الفراغ الفائق، والليزر عالية الطاقة وثلاثية الاستقرار، والمكونات البصرية الدقيقة، والإلكترونيات المخصصة—على عدد محدود من الموردين العالميين. يمكن أن تؤثر الاضطرابات في توافر العناصر النادرة لمصابيح الليزر، أو تأخيرات في تصنيع التراكيب البصرية المصممة خصيصًا، بشكل كبير على الجداول الزمنية للتطوير. مع زيادة الطلب، تسعى شركات مثل Pasqal وQuEra Computing بشكل متزايد إلى تأمين شراكات طويلة الأمد مع الموردين وفي بعض الحالات، تستثمر في تطوير المكونات داخليًا للتخفيف من المخاطر. ومع ذلك، تظل سلسلة التوريد بشكل عام معرضة للتقلبات الجيوسياسية والاقتصادية، مما قد يؤثر على سرعة توسيع نطاق الأجهزة الكمومية باستخدام الذرات الباردة.

الفجوات في المواهب: تتطلب الحوسبة الكمومية باستخدام الذرات الباردة—التي تحتاج إلى خبرة في الفيزياء الذرية، وهندسة الليزر، والتبريد، والإلكترونيات، وعلوم المعلومات الكمومية—نقصًا واضحًا في المواهب. لقد تفوق النمو السريع للقطاع على توفر الأفراد المؤهلين، خاصةً الذين لديهم خبرة عملية في بناء وتشغيل أنظمة الذرات الباردة. تتعاون الشركات الرائدة مع الجامعات والمراكز البحثية لتطوير برامج تدريب خاصة وتدريب داخلي، لكن من المتوقع أن تظل مسار المواهب المؤهلة عقبة خلال السنوات القليلة المقبلة.

مع النظر إلى المستقبل، سيكون من الضروري معالجة هذه التحديات لضمان انتقال المجال من النماذج الأولية في المختبر إلى أنظمة الحوسبة الكمومية القابلة للتطبيق تجاريًا. ستشكل الاستثمارات الاستراتيجية في الابتكار الفني، ومرونة سلسلة التوريد، وتطوير القوى العاملة اتجاه الحوسبة الكمومية باستخدام الذرات الباردة بينما تنضج في النصف الثاني من العقد.

الشراكات الاستراتيجية والاتجاهات التمويلية

تسارعت الشراكات الاستراتيجية والاتجاهات التمويلية في مجال الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة بشكل ملحوظ مع نضوج المجال وزيادة اهتمام القطاع التجاري. في عام 2025، يتميز هذا القطاع بمزيج من الاستثمارات العامة والخاصة، والتعاونات عبر الصناعة، وزيادة التفاعل من كل من الشركات التقنية الراسخة والشركات الناشئة المتخصصة في مجال الكم.

تعتبر Pasqal، التي مقرها في فرنسا، رائدة في إنشاء التحالفات الاستراتيجية. في السنوات الأخيرة، انضمت Pasqal إلى شراكات مع مزودي خدمات سحابية رئيسيين ومؤسسات بحثية لتوسيع الوصول إلى معالجاتها الكمومية ذات الذرات المحايدة. تشارك Pasqal مع شركات التقنية العالمية بهدف دمج الحوسبة الكمومية القائمة على الذرات الباردة في سير العمل الهجينة الكمومية-الكلاسيكية، مستهدفةً تطبيقات في مجالات التحسين والكيمياء والتعلم الآلي. كما حصلت الشركة على جولات تمويل كبيرة، مع مشاركة مستثمرين أوروبيين ودوليين، مما يعكس الثقة في خطة عملها نحو الميزة الكمومية القابلة للتوسع.

في الولايات المتحدة، برزت Infleqtion (المعروفة سابقًا باسم ColdQuanta) كمبتكر رئيسي، تستفيد من خبرتها في تكنولوجيا الذرات الباردة لكل من الحوسبة الكمومية والاستشعار الكمومي. أنشأت Infleqtion شراكات مع الوكالات الحكومية والمقاولين الدفاعيين والمؤسسات الأكاديمية لتسريع تطوير ونشر منصاتها الكمومية. تضمنت مسارات تمويلها دعمًا كبيرًا من رأس المال الاستثماري، بالإضافة إلى منح من مبادرات الحكومة الأمريكية التي تهدف إلى تعزيز القدرات الكمومية المحلية.

تؤثر البيئة الاستراتيجية أيضًا على التعاون بين مطوري الأجهزة الكمومية والصناعات المستهلكة. على سبيل المثال، تتزايد الشراكات بين الشركات الناشئة في مجال الحوسبة الكمومية باستخدام الذرات الباردة وشركات الأدوية واللوجستيات والطاقة، حيث تسعى هذه القطاعات لاستكشاف الحلول الكمومية للمشاكل الحسابية المعقدة. غالبًا ما تشمل هذه التحالفات مشاريع بحثية مشتركة وبرامج تجريبية وتطوير مشترك لخوارزميات الكم الموجهة لحل التحديات المحددة للصناعة.

على صعيد التمويل، يشهد عام 2025 اتجاهًا نحو استثمارات أكبر ومرحلة متأخرة، حيث يسعى المستثمرون لدعم الشركات التي حققت إنجازات تقنية مثبتة وطرق واضحة للتجارة. يظل التمويل الحكومي عمودًا حاسمًا، حيث توفر المبادرات الوطنية للكم في أوروبا وأمريكا الشمالية وآسيا منحًا ودعمًا للبنية التحتية لمشاريع الحوسبة الكمية باستخدام الذرات الباردة. يتم غالبًا تخصيص هذه الاستثمارات العامة برأس المال الخاص، مما يخلق نظامًا قويًا للابتكار والتوسع.

مع النظر إلى المستقبل، من المتوقع أن نشهد مزيدًا من توطيد الشراكات الاستراتيجية، مع زيادة التركيز على التعاون الدولي ومرونة سلسلة التوريد. مع اقتراب الحوسبة الكمومية باستخدام الذرات الباردة من الفائدة العملية، سيكون لتفاعلات التمويل والشراكات والتقدم التكنولوجي دور حيوي في تحديد أي اللاعبين سيبرز كنقطة رائدة في الصناعة.

آفاق المستقبل: خارطة الطريق نحو الميزة الكمية واعتماد الصناعة

تظهر الحوسبة الكمومية باستخدام الذرات الباردة بشكل متسارع كمنصة واعدة في السباق نحو الميزة الكمومية، مستفيدة من الخصائص الفريدة للذرات المحايدة المحجوزة والمُعالجة بواسطة مجالات الليزر. اعتبارًا من عام 2025، يتميز هذا المجال بانتقال من العروض في نطاق المختبر إلى نماذج تجارية مبكرة، حيث تطور العديد من الشركات والمؤسسات البحثية بنشاط بنى قابلة للتوسع وتقنيات تصحيح الأخطاء موثوقة.

تعتبر الشركات الرئيسية في الصناعة مثل Pasqal (فرنسا) وQuEra Computing (الولايات المتحدة) وAtom Computing (الولايات المتحدة) في طليعة هذه التقنية. قد أظهرت هذه الشركات معالجات كمومية قابلة للبرمجة تحتوي على عشرات إلى أكثر من مئة كيوبت، مع خرائط طريق تستهدف الأجهزة في نطاق 1,000 كيوبت خلال السنوات القليلة المقبلة. على سبيل المثال، أعلنت Pasqal عن خطط لتقديم معالج كمومي يحتوي على 1,000 كيوبت بحلول عام 2025، مع التركيز على وضعيات الحوسبة الكمومية التناظرية والرقمية. وبالمثل، توفر QuEra Computing نظامها Aquila ب256 كيوبت عبر السحابة وتعمل بنشاط على زيادة عدد الكيوبتات والتوصيل.

توفر مقاربة الذرات الباردة عدة مزايا، بما في ذلك أوقات تماسك طويلة، وعمليات بوابات عالية الدقة، وإمكانات الاتصال المرن للكيوبتات من خلال الملاقط الضوئية الديناميكية. من المتوقع أن تسهل هذه الميزات تنفيذ الخوارزميات الكمومية المتقدمة وأنظمة تصحيح الأخطاء، والتي تعتبر حاسمة لتحقيق الميزة الكمومية. في عام 2025 وما بعدها، سوف يتركز التركيز على تحسين دقة البوابات، وزيادة عدد الكيوبتات، ودمج استراتيجيات تخفيف الأخطاء لتمكين التطبيقات العملية في مجالات التحسين، والمحاكاة الكمومية، والتعلم الآلي.

من المتوقع أن تتسارع اعتماد الصناعة مع توفر أنظمة الذرات الباردة بسهولة أكثر عن طريق المنصات السحابية، ومع نضوج الشراكات مع مستخدمي النهائية في قطاعات مثل المالية والطاقة والأدوية. تتعاون شركات مثل Pasqal و QuEra Computing بالفعل مع شركاء من الصناعة والأكاديميا لتطوير حلول معينة للتطبيقات وتقييم الأداء الكمومي مقابل أجهزة الكمبيوتر العملاقة التقليدية.

مع النظر إلى المستقبل، من المحتمل أن نشهد السنوات القليلة القادمة أول عروض للميزة الكمومية في المهام المتخصصة باستخدام منصات الذرات الباردة، فضلاً عن ظهور سير عمل هجيني كمومي-كلاسيكي. يعتمد جدول الأعمال لاعتماد الصناعة على استمرار التقدم في التوسع، وتصحيح الأخطاء، وتطوير نظام برمجي قوي يتناسب مع القدرات الفريدة لمعالجات الكم باستخدام الذرات الباردة.

المصادر والمراجع

• Pasqal
• QuEra Computing
• Atom Computing
• Thorlabs
• TOPTICA Photonics
• IBM
• Rigetti Computing
• IonQ
• Quantinuum
• Quandela