مستقبل الاتصالات الرقمية.. من الـ 5G إلى الاتصالات الكمومية
تاريخ النشر: 19th, March 2025 GMT
كما نشاهد، فإن التقدم التكنولوجي في مجال الاتصالات يتطور بوتيرة مذهلة، حيث انتقلنا من شبكات الاتصال التقليدية إلى الألياف الضوئية، ثم إلى شبكات الجيل الخامس (5G)، والآن تجري الشركات تجارب على شبكات الجيل السادس (6G). وفي الوقت الحالي، تُناقَش الاتصالات الكمومية بشكل واسع في المؤتمرات المتخصصة، باعتبارها خطوة ثورية نحو المستقبل.
في هذه المقالة، نقدم نظرة شاملة حول الإمكانيات المختلفة التي ستتيحها تقنيات الكم في مجالات الحوسبة والاتصالات وغيرها من القطاعات، وهو ما قد يؤدي إلى تغيير الاتجاه العام للتنمية المشتركة بين الفيزياء الحديثة، وتكنولوجيا المعلومات، والتشفير، والذكاء الاصطناعي.
فما هو الاتصال الكمي؟ وكيف يسهم في حماية نقل المعلومات؟ وكيف سيؤثر على مستقبل الاتصالات؟ كل هذه التساؤلات سنجيب عنها في هذا السرد.
في البداية دعونا نتحدث عن الحوسبة الكمومية التي سوف تعتمد على مبدأها الاتصالات الكمومية. إنها تقنية تعتمد على مبادئ ميكانيكا الكمّ وظواهرها، مثل التراكب الكمومي والتشابك الكمومي؛ لمعالجة البيانات بطرق غير تقليدية. في الحواسيب التقليدية، تُقاس البيانات بوحدات البت (Bit)، والتي تستخدم لمعالجة كل شيء في هواتفنا وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية والمعالجات المضمنة وخوادم مراكز البيانات والسحابة. بينما تُستخدم في الحوسبة الكمومية وحدات البت الكمومي أو «كيوبت» (Qubit)، وهو اختصار لـ Quantum Bit. يكمن المبدأ الأساسي للحوسبة الكمومية في استغلال الخواص الكمومية للجسيمات لتمثيل البيانات ومعالجتها، بالإضافة إلى توظيف قواعد ميكانيكا الكم في بناء وتنفيذ العمليات الحسابية بطريقة أكثر كفاءة وقدرة مقارنةً بالحوسبة التقليدية.
الفرق بين الحوسبة التقليدية والحوسبة الكمومية
ولو أتينا أن نفرق علميًّا بين الحوسبة الكمومية والحوسبة التقليدية فممكن القول إن الحوسبة الكمومية تعتمد على الكيوبتات مثل ما أسلفنا سابقا، وهي وحدات معلوماتية ممكن أن تكون 0 و1 في الوقت نفسه بفضل خاصية التراكب الكمومي. في المقابل، تعمل الحوسبة التقليدية باستخدام الترانزستورات، التي يمكنها تخزين إما 0 أو 1 فقط، مما يجعلها أقل مرونة من الحوسبة الكمومية.
أما من حيث القوة الحسابية فتتميز الحوسبة الكمومية بقدرتها على النمو أُسِّيًّا مع زيادة عدد الكيوبتات، مما يمنحها إمكانيات مذهلة في معالجة البيانات. بينما في الحوسبة التقليدية، تزداد القدرة الحسابية بشكل خطي مع عدد الترانزستورات، مما يعني أنها تحتاج إلى عدد كبير من الترانزستورات لتحقيق أداء أقوى.
أما من حيث التطبيقات، فإن الحوسبة الكمومية مناسبة لحل المشكلات المعقدة مثل تحليل البيانات الضخمة، المحاكاة، وحل مسائل التحسين التي يصعب حلها بالحواسيب التقليدية. في المقابل، تبقى الحوسبة التقليدية الأفضل للمهمات اليومية مثل تصفح الإنترنت، تشغيل البرامج، ومعالجة البيانات العادية؛ نظرًا لاستقرارها وكفاءتها العالية في هذه الجوانب.
نتقل الآن إلى الاتصالات الكمومية والتي تعد فرعا من العلوم والتكنولوجيا يُعنى بنقل المعلومات عبر الحالات الكمومية، مثل الفوتونات (جسيمات الضوء). وعلى الرغم من أن استخدام هذه التقنية قد لا يُحدث تغييرًا جذريًّا في الحياة اليومية للأفراد، فإنه يمثل ثورة في مجال تبادل المعلومات الآمنة، مما يعزز من مستوى الأمان والسرية في الاتصالات.
وكما نعرف، يرتبط تطور التقنيات الرقمية بالزيادة العالمية في حجم البيانات وتغلغل البيئة الرقمية في جميع مجالات الحياة البشرية. ويعتمد نجاح تطبيقات الذكاء الاصطناعي على حجم البيانات الرقمية المتوفرة والمتاحة والتي تولدها حساسات تقنيات إنترنت الأشياء، فمثلا تتيح الحلول السحابية تخزين ونقل كميات هائلة من المعلومات المتعلقة بالبيانات الشخصية والأسرار التجارية والمالية والإدارة العامة وإدارة البنية التحتية والطاقة والنقل وغيرها، وكلما تم نقل المزيد من المعلومات إلى البيئة الرقمية وتم تنفيذ المزيد من تقنيات إنترنت الأشياء (التحكم عن بعد)، على سبيل المثال، في محطات الطاقة أو المستشفيات أو السيارات أو القطارات، أصبحت الحاجة إلى حمايتها من مجرمي الإنترنت أكثر إلحاحًا.
إن الحاجة إلى إنشاء بيئة رقمية آمنة تشكل تحديا رئيسيا في عصر الثورة الصناعية الخامسة وأحد أهم القضايا في تطوير أنظمة المعلومات والاتصالات بشكل عام، فمع تزايد الهجمات الإلكترونية والتوترات الجيوسياسية، أصبح أمن البيانات أولوية قصوى، ومن دون تكنولوجيات جديدة شاملة تضمن أعلى مستوى من الحماية للبيانات المنقولة فإن تطوير المجتمع الرقمي أمر مستحيل في المستقبل القريب، ولضمان الحماية الموثوقة للمعلومات يتم اليوم إيلاء اهتمام خاص للاتصالات الكمومية، التي تستخدم قوانين الفيزياء الكمومية وطريقة توزيع المفاتيح الكمومية المبنية عليها لإنشاء قنوات اتصال آمنة، والتي ستصبح المعيار الجديد لأمن البيانات في السنوات القادمة.
إن الميزة الأساسية للاتصالات الكمومية هي قدرتها على بناء أنظمة اتصالات آمنة يتم فيها ضمان ثبات المعلومات المنقولة وموثوقيتها من خلال المبادئ الفيزيائية، وليس من خلال الخوارزميات الرياضية، كما هو الحال في الأساليب الحالية.
تستخدم شبكات الاتصالات التقليدية إشارات بصرية عالية الكثافة لنقل المعلومات، حيث تنبعث منها تريليونات الفوتونات في جزء من الثانية، ومع ذلك يمكن للمهاجم اعتراض هذه الإشارة والحصول على جزء صغير منها، وحتى لو كانت المعلومات مشفرة فإن التطورات في تقنيات الحوسبة وزيادة قوة المعالجة تمنح المهاجمين قدرة متزايدة على تحليل البيانات ومحاولة فك تشفيرها.
وعلى عكس شبكات الاتصالات التقليدية، تعتمد الشبكات الكمومية على نقل كميات صغيرة جدًا من الإشعاع الضوئي، بحيث تكون أصغر مما تسمح به قوانين الفيزياء التقليدية. وفي الواقع، يتم نقل فوتونات فردية، حيث يتم ترميز كل نبضة فوتونية بشكل منفصل ومستقل عن النبضات الأخرى. هذا النهج يجعل من الصعب جدًا على أي جهة خارجية اعتراض المعلومات دون التأثير على حالتها، مما يوفر مستوى غير مسبوق من الأمان في نقل البيانات.
وبفضل هذه الخصائص، من المستحيل تحويل مثل هذه الإشارة من خط الاتصال دون أن يتم اكتشافها -وهذا هو الفيزياء التي تم بناء النظام الجديد في مجال أمن المعلومات عليها، حيث لا يملك مجرمو الإنترنت بأي وسيلة لاختراق مثل هذه القناة وإنشاء اتصال سري بخط الاتصال؛ وسوف يصبح أي تدخل من هذا القبيل معروفًا على الفور لمالك النظام.
ومن هنا ممكن أن نقول إن هناك تشفيرا كميا كاملا في نقل المعلومات، مما يجعل من المستحيل على أطراف ثالثة اعتراضها، حيث تحتوي كل رسالة مرسلة على مفتاحها السري الفريد. علاوة على ذلك، فإن السرية المطلقة للمعلومات المنقولة لا يتم ضمانها من خلال القدرات الحاسوبية والتقنية، ولكن من خلال قوانين الطبيعة، حيث يتم نقل الإشارات باستخدام تيار من الفوتونات الفردية، ولا يمكن تقسيم الفوتون أو قياسه أو نسخه أو إزالته دون أن تتم ملاحظته، وبسبب هذه الإجراءات يتم تدمير الفوتون ببساطة ولا يتمكن من الوصول إلى مستقبله.
وتشتمل معدات توزيع المفتاح الكمي على جهاز إرسال كمي (مرسل)، والذي يقوم بتوليد ونقل الإشارات الكمومية، وجهاز استقبال كمي (مستقبل)، والذي يستقبلها ويعالجها. ولكي تعمل هذه المكونات، هناك حاجة إلى قناة خدمات كلاسيكية، وقناة مزامنة لنقل إشارات التحكم، وقناة كمية. يُطلق على هذا الهيكل المعقد من المعدات وقنوات الاتصال اسم نظام الاتصالات الكمومية.
بشكل عام، تعد أنظمة الاتصالات الكمومية جيلًا جديدًا من الأنظمة في مجال الاتصالات الآمنة. وعلى مدى السنوات القليلة الماضية، انتقلت تقنيات الاتصالات الكمومية من البحث الأساسي إلى التطوير التطبيقي والتنفيذ العملي. ويُفسَّر الاهتمام الكبير بهذا المجال بالأهمية الاستراتيجية للاتصالات الكمومية لضمان السيادة الرقمية.
من يتسيد المستقبل؟
وفي الوقت الحالي، تعمل الكثير من الدول مثل الولايات المتحدة وأوروبا والمملكة المتحدة واليابان والصين وروسيا على إنشاء أطر استخدام تقنيات الاتصالات الكمومية والتي تعد العمود الفقري للاتصالات الكمومية. تقدم هذه الإطارات على مصطلحات وتعريفات وتصف المبادئ العامة ومعايير لاستخدام اتصالات الكم.
وعمليا، عملت كل من الصين وكندا والاتحاد الأوروبي وجمهورية كوريا على دمج الشبكة الكمومية الأرضية مع قطاع الفضاء لإنشاء مساحة معلوماتية آمنة واحدة.
ويعتقد الخبراء أن الاتصالات الكمية ستصبح خلال 10 إلى 15 عامًا عنصرًا أساسيًّا في البنية التحتية الرقمية مثل الحماية من الفيروسات أو تشفير البيانات في كل التطبيقات. ويناقش الخبراء القواعد التنظيمية التي ستلزم المنظمات بحماية أنواع معينة من البيانات باستخدام طرق مقاومة الكم.
وبما أننا في عصر الذكاء الاصطناعي، يعد الاستخدام المشترك للحوسبة الكمومية والذكاء الاصطناعي موضوعًا ساخنًا هذه الأيام. وقد دفع هذا النمو البعض إلى القول بأن أجهزة الكمبيوتر الكمومية ستكون قادرة على معالجة كميات هائلة من البيانات لتطبيقات الذكاء الاصطناعي، متفوقة بذلك على الأنظمة التقليدية. تبدو هذه الفكرة واعدة، ولكن يبقى التحدي في كيفية إدخال كل هذه البيانات إلى الكيوبتات بكفاءة. هناك عدة طرق مقترحة لتحقيق ذلك، ولكن حتى الآن، لا يوجد أي منها يتمتع بالسرعة والكفاءة الكافيتين لجعل الحوسبة الكمومية قابلة للتطبيق على نطاق واسع.
لهذا السبب، من الضروري التعامل بحذر مع العبارات مثل «على نطاق صغير» أو «النموذج الأولي» عند الحديث عن الابتكارات في مجال الذكاء الاصطناعي الكمي. في معظم الحالات، يتم تطبيق الحوسبة الكمومية لحل مشكلات محدودة الحجم، بينما لا تزال الأنظمة الكمية بعيدة عن أن تكون قوية وموثوقة بما يكفي للاستخدام التجاري واسع النطاق. ومع ذلك، يواصل الباحثون تطوير تقنيات مثل تصحيح الأخطاء الكمومية وتحسين استقرار الكيوبتات، مما قد يمهد الطريق لمستقبل تصبح فيه الحوسبة الكمومية أداة رئيسية في الذكاء الاصطناعي والتطبيقات المتقدمة الأخرى.
ولطالما كان الذكاء الاصطناعي في الحوسبة الكمومية يكتسب زخمًا كبيرًا يومًا بعد يوم، سيظل كذلك طالما استمر تطور أنظمة الحوسبة الكمومية، ومع التقدم السريع في هذا المجال، يتزايد فهم كيفية معالجة البيانات وإدخالها وإخراجها داخل أنظمة الحوسبة عالية الأداء، مما يعزز من إمكانات الذكاء الاصطناعي الكمي.
وفي السنوات القادمة، وحسب قراءتنا للبحوث العلمي نتوقع أن نرى نتائج عملية واعدة بحلول نهاية هذا العقد، حيث ستبدأ التطبيقات الكمية في تحقيق قيمة واضحة مقارنة بالأنظمة التقليدية، ومع ذلك، لا تزال تقنيات الحوسبة الكمومية بحاجة إلى تطوير كبير قبل أن تتجاوز مرحلة إثبات مفهومها، حيث تقتصر حتى الآن على حل المشكلات الصغيرة بمستويات أداء تقارب الذكاء الاصطناعي التقليدي.
ويظل الذكاء الاصطناعي الكمي أحد أكثر الاستخدامات طموحًا للحوسبة الكمومية، ولكن لتحقيق إمكانياته الكاملة، سنحتاج إلى أنظمة كبيرة تدعم تصحيح الأخطاء الكمومية، ووفقًا لتوقعات الخبراء والباحثين قد يستغرق الوصول إلى هذه المرحلة من سبع إلى عشر سنوات، مما يعني أن التطبيقات الحقيقية في المجال قد تظهر بوضوح في ثلاثينيات القرن الحادي والعشرين.
مع استمرار تطور الحوسبة الكمومية، ستتطور كذلك أساليب الذكاء الاصطناعي المرتبطة به، حيث من المحتمل أن تتغير الأساليب الحالية خلال السنوات العشر القادمة، وتتطور مجالات الحوسبة الكمومية والذكاء الاصطناعي بشكل مستقل، لذا من الضروري مراعاة هذا التغيير في الأبحاث والتطوير؛ لضمان تكامل فعال بين المجالين والاستفادة من إمكانياتهما المتزايدة بشكل متكامل.
د. محمود البحري أستاذ مساعد- كلية الحاسوب وتقنية المعلومات - جامعة صحار
المصدر: لجريدة عمان
كلمات دلالية: الاتصالات الکمومیة الحوسبة التقلیدیة الحوسبة الکمومیة نقل المعلومات فی مجال
إقرأ أيضاً:
سوريا تستفيد من تجربة الأردن الرقمية.. خطوات متسارعة نحو مستقبل تقني واعد
عقد وزير الاتصالات وتقانة المعلومات السوري، عبد السلام هيكل، اجتماعًا هامًا مع وزير الاقتصاد الرقمي والريادة الأردني، سامي سميرات، في العاصمة الأردنية عمان، لبحث سبل تعزيز التعاون الثنائي في مجالات التحول الرقمي، تكنولوجيا المعلومات، والأمن السيبراني.
أكد عبد السلام هيكل أن الزيارة تأتي في إطار الاستفادة من التجربة الأردنية المتقدمة في قطاع التقنية والريادة، مشددًا على أهمية استكشاف فرص تعاون مشترك لتطوير هذه القطاعات الحيوية في سوريا، التي تسعى إلى بناء بنية تحتية رقمية متطورة تعزز التنمية الاقتصادية والاجتماعية.
من جانبه، أعرب الوزير الأردني سامي سميرات، عبر منشور على منصة “إكس”، عن تطلعه إلى عقد لقاءات مثمرة خلال الزيارة، تهدف إلى تعزيز التعاون بين البلدين في مجالات التحول الرقمي والاتصالات، بما يفتح آفاقًا جديدة للاستثمار والتطوير التقني.
ويأتي هذا اللقاء في وقت تشهد فيه سوريا خطوات متسارعة نحو تحديث بنيتها الرقمية، حيث أعلن عبد السلام هيكل، في وقت سابق، عن إطلاق الجيل الخامس من الاتصالات بشكل تجريبي خلال مؤتمر “AI-SYRIA 2025” المتخصص في الذكاء الاصطناعي، وهو الحدث الأول من نوعه في البلاد.
وكانت الحكومة السورية الجديدة قد أعلنت عن خطط طموحة لتطوير البنية التحتية الرقمية، شاملة تحديث الشبكات وتوسيع التغطية في مختلف المحافظات، بهدف تقديم خدمات اتصالات موثوقة وعالية الجودة، خاصة في المناطق التي تعرضت لأضرار واسعة خلال السنوات الماضية.
وزارة الداخلية العراقية تنفي وجود تهريب أسلحة عبر الحدود مع سوريا وتؤكد السيطرة الأمنية التامة
أكدت وزارة الداخلية العراقية، اليوم الثلاثاء، أن الحدود بين العراق وسوريا مؤمنة بالكامل ولا توجد أية عمليات تهريب أسلحة عبرها، وذلك في رد واضح على المزاعم التي تم تداولها مؤخراً في بعض البرامج التلفزيونية.
وأكدت الوزارة في بيان رسمي أن هذه الادعاءات لا تستند إلى أي دليل واقعي، مشددة على أن الحدود تُدار بجهود ميدانية واستخبارية عالية التنسيق وبمنظومة مراقبة ذكية تحمي سيادة البلاد وتحول دون أي خرق أمني.
وأضاف البيان أن القطعات الأمنية المتواجدة على الشريط الحدودي مدعمة بتحصينات رصينة وأن السلطات المختصة لم تسجل أي حالات تسلل أو تهريب خلال الفترة الماضية، داعية وسائل الإعلام والمؤسسات إلى التنسيق المسبق لزيارات ميدانية للاطلاع على الجاهزية الأمنية العالية.
وشددت الوزارة على أن نشر مثل هذه الادعاءات المضللة يهدف فقط إلى إرباك الرأي العام والنيل من جهود الدولة الأمنية، مؤكدة أنها ستتخذ الإجراءات القانونية بحق من يروج لهذه الأكاذيب وفق القانون العراقي.
وفي سياق متصل، أكد رئيس الوزراء العراقي محمد شياع السوداني، في تصريحات صحفية اليوم، أن حكومته لن تسمح باستخدام الأراضي العراقية كقاعدة لأي عمليات عسكرية، مشيراً إلى أن العراق يسعى للحفاظ على أمنه ومنع تورطه في النزاعات الإقليمية، كما أوضح السوداني أن الحكومة تواصلت مع إيران لدعوتها إلى التهدئة وإفساح المجال للحوار.
وأضاف السوداني أن العراق ينسق مع الحكومة السورية الجديدة في المسائل الأمنية، مؤكداً وجود عدو مشترك هو تنظيم “داعش” الإرهابي في سوريا، محذراً من تكرار الفراغ الأمني الذي شهدته العراق بعد سقوط النظام السابق والذي أدى إلى تصاعد العنف.
كما أكد أن العراق لا يرضى بتقسيم سوريا أو بوجود قوات أجنبية على أراضيها، في إشارة إلى التوغلات الإسرائيلية في الجنوب السوري، داعياً إلى عملية سياسية شاملة تشمل جميع مكونات سوريا لتجنب المزيد من الصراعات.
بعد ضجة على مواقع التواصل.. القبض على متهمين بسرقة سائح برتغالي على طريق حلب-اللاذقية في سوريا
تفاعل رواد مواقع التواصل الاجتماعي بشكل واسع مع حادثة تعرض سائح برتغالي للسرقة على طريق حلب-اللاذقية في سوريا، قبل أن تعلن السلطات الأمنية السورية بسرعة استجابتها ونجاحها في القبض على المتهمين.
أفاد العقيد محمد عبد الغني، قائد الأمن الداخلي في محافظة حلب، مساء الثلاثاء، بإلقاء القبض على شخصين تورطا في عملية السلب، بعد انتشار مقطع مصور للحادثة على منصات التواصل الاجتماعي.
وأكد عبد الغني أن الأجهزة الأمنية تحركت فوراً بناءً على الفيديو، وتم اعتقال الجناة وتحويلهم للتحقيق تمهيداً لمحاسبتهم.
وأشار العقيد إلى التزام الأجهزة الأمنية بحماية حقوق كل من يتواجد على الأراضي السورية، بما في ذلك السياح، مؤكداً حرص السلطات على تقديم صورة مشرفة عن سوريا تليق بتاريخها وحاضرها. كما أكد أن التحقيقات مستمرة لضمان تطبيق العقوبات المناسبة بحق المتورطين.
وكان السائح البرتغالي المعروف باسم “vagamundo” قد وثق عملية السلب عبر كاميرا مثبتة على دراجته النارية، حيث أظهر الفيديو شخصين، أحدهما ملثم، ادعيا أنهما من قوات الأمن قبل أن ينفذا السرقة.
السفارة الأمريكية تستعيد قاصرًا من مخيم للنازحين شمال شرقي سوريا تمهيدًا لإعادته إلى أسرته
أعلنت السفارة الأمريكية في سوريا اليوم الأربعاء، عن استعادة قاصر أمريكي من أحد مخيمي النازحين في شمال شرقي سوريا، وذلك تمهيدًا لنقله إلى أسرته في الولايات المتحدة.
وأوضحت السفارة في بيان رسمي أن هناك نحو 30 ألف شخص من أكثر من 70 دولة لا يزالون محتجزين في مخيمين شمال شرقي سوريا، معظمهم من الأطفال دون سن الثانية عشرة، في ظل أزمة إنسانية وأمنية مستمرة.
وأشار البيان إلى أن الحل الدائم لهذه الأزمة يكمن في قيام الدول بإعادة مواطنيها من المخيمات، وتوفير برامج لإعادة تأهيلهم وإدماجهم في مجتمعاتهم، مع ضمان محاسبة من شاركوا في صفوف تنظيم داعش، وخاصة المحتجزين في تلك المناطق.
وشددت السفارة على أن الولايات المتحدة تعاملت مع مواطنيها وفق هذه المبادئ، داعية جميع الدول لتحمل مسؤولياتها تجاه مواطنيها الموجودين في شمال شرقي سوريا، دون انتظار حلول من جهات أخرى، وتحمل العبء المترتب على رعاية وإعادة هؤلاء الأشخاص إلى أوطانهم.
كم عمر الدرع وأبناء درع السودان وهل لديهم ثقافة حرب عمرها يتجاوز العشرين عام