وقد تم تكريم الاثنين لسلسلة من الإنجازات التي حولت ميكانيكا الكم إلى أساس جديد لمعالجة المعلومات، بما في ذلك بروتوكول BB84، والتشفير الكمي، والنقل الكمي، وتطوير المجال بأكمله كفرع علمي مستقل.
أعلنت جمعية الحاسبات الأمريكية (ACM) عن منح جائزة تورينج لعام 2025 مناصفةً بين تشارلز إتش. بينيت من قسم الأبحاث في شركة IBM وجيل براسارد من جامعة مونتريال. ووفقًا لإعلان الجمعية، مُنح الاثنان الجائزة لدورهما المحوري في وضع أسس علم المعلومات الكمومية، ولمساهماتهما في تغيير فهم الباحثين للحوسبة والاتصالات والمعلومات. وتُعد جائزة تورينج أرفع جائزة في مجال الحوسبة، وتُمنح مع منحة قدرها مليون دولار أمريكي ممولة من جوجل.acm.org)
لا يقتصر الإعلان على أهمية هوية الفائزين فحسب، بل يتعداه إلى نوع الإنجاز الذي تُكرّمه الجائزة. فقد نُظر إلى ميكانيكا الكم لسنوات عديدة على أنها إطار لفهم المادة على المستوى المجهري. وكان بينيت وبراسارد من أوائل الباحثين الذين أظهروا إمكانية استخدام هذه التأثيرات الكمومية نفسها كمورد للحوسبة والاتصالات: ليس فقط لوصف الطبيعة، بل لأداء مهام لا تستطيع الحوسبة التقليدية القيام بها بالطريقة نفسها. وبهذا المعنى، لا تُعدّ الجائزة مجرد تكريم لعالمين بارزين، بل هي أيضًا اعتراف رسمي بأن علم المعلومات الكمومية قد انتقل من مجال نظري إلى مجال رئيسي في علوم الحاسوب والفيزياء. ووفقًا لشركة IBM، تُعدّ هذه المرة الأولى التي ترتبط فيها جائزة تورينج ارتباطًا مباشرًا بأبحاث الكم.غرفة أخبار آي بي إم)
تناول بينيت، المولود عام 1943، الموضوع من زاوية غير تقليدية. درس الكيمياء الحيوية في جامعة برانديز، ثم التحق بالدراسات العليا في جامعة هارفارد، حيث نما لديه اهتمام بالعلاقة بين الحوسبة وقوانين الفيزياء. ووفقًا لشركة IBM، فقد شكّل عاملان مؤثران مساره العلمي في بداياته: عمل ستيفن ويزنر على "النقود الكمومية" التي لا يمكن تزويرها، وأفكار رولف لانداور، الذي جادل بأن المعلومات ليست مجرد مفهوم مجرد، بل هي كمية فيزيائية تخضع لقوانين الطبيعة. وكان بينيت قد صاغ مصطلح "نظرية المعلومات الكمومية" في أوائل سبعينيات القرن العشرين، قبل سنوات عديدة من أن يصبح هذا المجال جزءًا من التيار العلمي السائد.
إحدى أقدم وأهم إسهامات بينيت تعود إلى ما قبل ثورة الكم نفسها. ففي ورقة بحثية نشرها عام ١٩٧٣ حول إمكانية عكس العمليات الحسابية منطقيًا، بيّن أن الحساب لا يستلزم بالضرورة، من حيث المبدأ، فقدان الطاقة، كما كان يعتقد الكثيرون. ربطت هذه الفكرة بين علوم الحاسوب والديناميكا الحرارية ونظرية المعلومات، وساهمت في ترسيخ فهم أن المعلومات كيان مادي. إنها خطوة نظرية تبدو مجردة، لكنها أسهمت في وضع الأسس التي بُني عليها مجال المعلومات الكمومية بأكمله فيما بعد.
بدأت الشراكة مع براسارد عام ١٩٧٩، في مؤتمر لعلوم الحاسوب في بورتوريكو. وفي غضون سنوات قليلة، أثمرت هذه الشراكة أحد أهم الإنجازات في هذا المجال: بروتوكول BB84، الذي عُرض عام ١٩٨٤ ليصبح أول بروتوكول عملي في التشفير الكمي. كانت الفكرة ثورية في بساطتها: إذ يمكن لطرفين إنشاء مفتاح سري مشترك، حيث لا يعتمد الأمان على صعوبة فكّ عملية حسابية معينة، بل على قوانين الفيزياء نفسها. فأي محاولة تنصت تُغيّر الحالة الكمية للإشارات وتترك آثارًا. وكانت هذه إحدى الحالات الأولى التي أظهرت أن ميكانيكا الكم ليست مجرد قيد على التكنولوجيا، بل مصدرًا لقدرات جديدة.
ومن الإنجازات المهمة الأخرى الانتقال من الفكرة إلى التطبيق العملي. فبحسب شركة IBM، قام بينيت، بالتعاون مع الطالب الصيفي جون سمولين، ولاحقًا براسارد، ببناء أول منشأة تجريبية للتشفير الكمومي في مكتبه، وفي عام 1989، أُجري أول عرض توضيحي لتقنية BB84 باستخدام نظام بطول مترين يتضمن مرايا ومستقطبات وكواشف فوتونات. وبعد بضع سنوات، شارك بينيت أيضًا في الدراسة الرائدة عام 1993 حول النقل الكمومي، والتي أوضحت كيفية نقل حالة كمومية غير معروفة باستخدام التشابك والاتصالات الكلاسيكية. كما ساهم لاحقًا في تطوير أفكار مثل تقطير التشابك، والتي تُعتبر الآن من الركائز الأساسية لشبكات الكم المستقبلية.
بالنسبة لبراسارد، تُمثل هذه الجائزة تتويجًا لمسيرة مهنية طويلة في علم التشفير وعلوم الحاسوب النظرية. أشارت جامعة مونتريال إلى أنه كان رائدًا في مجال التشفير الكمي منذ أواخر سبعينيات القرن الماضي، وأنه، إلى جانب BB84، شارك أيضًا في أعمال أساسية حول النقل الكمي. وصرح براسارد نفسه عند استلامه الجائزة بأن هذا التكريم يُؤكد أهمية البحث الأساسي المدفوع بالفضول حول كيفية عمل الكون. ووصف يانيس إيوانيديس، رئيس جمعية آلات الحوسبة (ACM)، بينيت وبراسارد بأنهما باحثان غيّرا فهمنا للمعلومات تغييرًا جذريًا.
يحمل إعلان شركة IBM بُعدًا رمزيًا أيضًا. فبينيت هو سابع فائز بجائزة تورينج مرتبط بالشركة، بعد سلسلة من الأسماء البارزة في تاريخ الحوسبة، من بينهم جون باكوس وإدغار كود وفرانسيس ألين. وتربط IBM هذا الإعلان بجهودها الحالية في مجال الحوسبة الكمومية، بما في ذلك بنية كمومية هجينة وخطة لبناء حاسوب كمومي واسع النطاق مقاوم للأخطاء في وقت لاحق من هذا العقد. ولكن بينما تُبرز الشركة هذا الاستمرار، فإن الأهمية الرئيسية للجائزة تكمن في مكان آخر: فهي تُمنح لأفكار أساسية وُلدت قبل عقود من التطبيقات التجارية، وغيرت مسار هذا المجال برمته.
خلاصة القول أن جائزة تورينج لعام 2025 ليست مجرد جائزة شخصية لباحثين مخضرمين، بل هي علامة فارقة تاريخية في مجال الفيزياء الكمومية بأكمله. فقد أثبت بينيت وبراسارد أنه إذا أخذنا قوانين الكم على محمل الجد، فلن نحصل على فيزياء غريبة فحسب، بل على لغة جديدة للتشفير والتواصل والحوسبة. وكل من يتحدث اليوم عن الشبكات الكمومية، أو عن التشفير الآمن لما بعد عصر الثور، أو عن الحواسيب الكمومية المفيدة، إنما يفعل ذلك استنادًا إلى الأسس التي ساهموا في وضعها.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
ماذا يعني "القيام بمهام لا تستطيع الحوسبة التقليدية ضمانها بنفس الطريقة؟"
لا يوجد شيء يمكن للحوسبة الكمومية فعله ولا يمكن لأي نموذج حسابي آخر قوي بما فيه الكفاية فعله.
من يعد بماذا ولمن؟!
بأي طريقة نعم، وبأي طريقة لا؟!