استشعار الكمّ – استراليا
تمتلك أستراليا اليوم مواهب كمّية عالمية المستوى. لكن هذا الوعد لن يتحول إلى قدرة فعلية. هذا سيحدث فقط مع وجود بيئات اختبار حقيقية. يجب أيضًا توفير مسارات واضحة للمشتريات الحكومية. كما يلزم تحديد مهام واضحة لهذه التقنيات.
مقارنة بين حوسبة واستشعار الكمّ
تتمتع أستراليا بنقاط قوة واضحة في مجال الحوسبة الكمّية. ومع ذلك، ستكون الحوسبة الكمّية مشروعًا طويل الأمد. يجب علينا الالتزام به رغم ذلك. في المقابل، يوفر استشعار الكمّ جسرًا فوريًا للقدرة. إنه مجال يمكن لأستراليا أن تتصدر فيه اليوم. لكن هذا يتطلب منا التحرك بسرعة ووضوح شديدين.
لماذا يتصدر استشعار الكمّ الأولوية الاستراتيجية؟
ما وراء عناوين حوسبة الكمّ
تحظى الحوسبة الكمّية بالكثير من الاهتمام عالميًا. إنها محور الاستثمار العالمي الأساسي. هذا الاهتمام مدفوع بوعد كسر التشفير الحديث.
كما توعد باكتشاف مواد جديدة كليًا. كذلك حل مشكلات التحسين المعقدة جدًا.
دلكن الحقيقة هي أن أجهزة الكمبيوتر الكمّية الكبيرة لا تزال بعيدة المنال. حتى التوقعات الأكثر تفاؤلًا تجعلها رهانًا طويل الأجل.
الفرصة المتاحة اليوم
في هذه الأثناء، بدأ استشعار الكمّ في تحقيق النتائج المرجوة.
قد يكون هذا الاستشعار هو الفرصة الاستراتيجية الأهم لأستراليا. إنه يمنحها فرصة للريادة في مجال ناشئ وحاسم. تعمل أجهزة استشعار الكمّ باكتشاف التغيرات الضئيلة جدًا.
هذه التغيرات تحدث في الجاذبية أو المغناطيسية أو حتى الزمن. إنها تستغل حساسية الأنظمة الكمّية كـ ميزة حقيقية. هذا يتيح تطبيقات لا يمكن تحقيقها بالأدوات التقليدية.
أمثلة على تطبيقات الاستشعار
يبرز مثالان رئيسيان في هذا المجال. الأول هو مقاييس الجاذبية (Gravimeters). يمكن لهذه المقاييس أن تكشف عن التسارع. هذا يتيح تتبع مواقع الأجسام بدقة. يمكنها أيضًا مسح التجاويف الجوفية ومستويات المياه.
كما تساعد في الكشف عن الرواسب المعدنية. أما المثال الثاني فهو مقاييس المغناطيسية (Magnetometers). يمكنها تتبع التغيرات في المجال المغناطيسي للأرض. هذا يدعم أنظمة الملاحة المهمة.
الأهمية الاستراتيجية في الملاحة وتحديد المواقع
نقاط الضعف في أنظمة الملاحة الحالية
كما تصبح الأهمية الاستراتيجية واضحة عند تطبيق هذه التقنية.
وتحديداً في أنظمة تحديد المواقع والملاحة والتوقيت (PNT). تعتمد معظم الأنظمة الحديثة على إشارات الأقمار الصناعية.
هذا يشمل الموانئ وشبكات الطاقة الحيوية. لكن هذه الإشارات يسهل التشويش عليها أو تزييفها. لقد أظهرت الحرب في أوكرانيا هذا مرارًا وتكرارًا.
أجهزة استشعار الكمّ كبديل قوي
كما توفر أجهزة استشعار الكمّ بديلاً متينًا وموثوقًا. يمكن لمقاييس الجاذبية الكمّية تحسين الملاحة بالقصور الذاتي.
هذا المفهوم يقيس الحركة بمرور الوقت. يمكن لمقاييس المغناطيسية الكمّية استخدام المجال المغناطيسي للأرض.
هذا المجال يعمل كمرجع لتوجيه تحديد المواقع. كلاهما أقل عرضة للتشويش من إشارات الأقمار الصناعية. لن يحل ذلك محل الأقمار الصناعية بشكل كامل.
بل سيبني مرونة أكبر في الأنظمة. يمكن لأجهزة استشعار الكمّ توفير دعم احتياطي.
كما يمكنها أن تكون تعزيزًا لوظائف PNT الأساسية. هذا مهم في البنية التحتية الحساسة. وهو حيوي في البيئات النائية أو العسكرية.
التحول من البحث إلى التنفيذ الفعلي
التحدي الأسترالي التاريخي
كما لا تشكل أجهزة استشعار الكمّ الحل الكامل بمفردها. يجب دمجها مع أنظمة التحكم المعقدة.
كما تحتاج إلى معالجة الإشارات والبرامج. هذا يفسر البيانات بشكل صحيح. يكمن التحدي في بناء أنظمة ميدانية موثوقة.
يجب أن تتجاوز مجرد عروض مختبرية بسيطة. هذه هي الفرصة الكبرى لأستراليا الآن. وهي أيضًا النقطة التي تزيد فيها المخاطر إذا تأخرنا.
لطالما كان لأستراليا نمط معين في هذا المجال. وهو دعم الأبحاث الرائدة بقوة.
لكنها تتعثر عند مرحلة النشر والتطبيق الفعلي. تتوقف القدرة في المختبر دون وجود معايير واقعية.
كذلك دون بيئات اختبار مناسبة أو مسارات ترخيص. يبدو أن استشعار الكمّ يصل للنضج التشغيلي بسرعة أكبر.
هذا أسرع بكثير من الحوسبة الكمّية المتوقعة. في بعض الحالات، ليس الأفق هو خمس أو عشر سنوات. بل يمكن تطبيقه الآن.
أمثلة ناجحة من شركات أسترالية
هناك شركتان أستراليتان تظهران هذا بالفعل. شركة نوماد أتوميكس (Nomad Atomics) واحدة منهما.
لقد طورت مستشعرات مدمجة قابلة للنشر. لديها تصنيع داخلي للمكونات الدقيقة جداً. تلقت الشركة منحة في نوفمبر لتسريع التطوير.
هذه المنحة كانت لجهاز استشعار ملاحة ثلاثي الأبعاد. هذه إشارة واعدة لكنها لا تزال غير كافية لبرنامج حكومي مسجل.
كيو-كنترول (Q-CTRL) هي شركة أخرى بارزة. إنها تستخدم مستشعرات كمّية لتحسين الملاحة بالقصور الذاتي.
يعتمد هذا التحسين على قياسات المجال المغناطيسي.
لقد تفوق نظامها على الطرق التقليدية في اختبارات الطيران.
كما أثبت كفاءته في مظاهرة على متن سفينة للبحرية الأسترالية. الأهم من ذلك، لقد نجحوا في التغلب على التحديات.
هذا يشمل ضوضاء المنصة والتداخل المغناطيسي. هذا يظهر أن النظام يعمل في بيئة واقعية.
نحو استراتيجية وطنية منسقة
مؤشرات الحاجة لعمل واسع
بينما يولي الدفاع اهتمامًا واضحًا، هذا ليس شأنًا دفاعيًا فقط. لقد أشارت وزارة الشؤون الداخلية للخطر القائم.
وهو خطر تعطل إشارات الأقمار الصناعية على البنية التحتية. هذا مؤشر واضح على ضرورة العمل.
يمكن أن يكون استشعار الكمّ هو أساس القدرة الوطنية. إنه يدعم الأمن والمرونة المدنية على حد سواء.
ما ينقصنا هو استراتيجية واضحة
ما ينقصنا الآن هو استراتيجية منسقة للتقدم. بدأت دول مثل بريطانيا في تحديد مهام كمّية.
لديها أهداف ملموسة توجه الاستثمار بفاعلية. وهي تشير إلى الطلب المستقبلي.
كما أنها توفق بين الجهات العامة والخاصة. يجب على أستراليا أن تفعل الشيء ذاته.
يبدأ هذا بتحديد النوايا بوضوح. يجب أن تجمع استراتيجية استشعار الكمّ بين عدة جهات.
أبرزها وزارات الدفاع والشؤون الداخلية والصناعة. يجب أن تشمل أيضًا وكالات تقنية متخصصة. على سبيل المثال، مديرية الإشارات الأسترالية. هذا يضمن أن الأنظمة آمنة بالتصميم.
يجب أن تحدد الاستراتيجية أهداف القدرة المطلوبة. كما يجب أن تحدد مسارات الاعتماد والترخيص. يجب أن تربط الاستثمار بمعالم الأداء الفعلي.
تعزيز ثقة المستثمرين والمبتكرين
أكثر من التمويل، هذا يطمئن المؤسسين والمستثمرين.
إنه يظهر لهم وجود طريق واضح للتبني. هذا يؤكد أن الحكومة زبون جاد وموثوق.
كما يوضح أن النجاح يُقاس بالنتائج الميدانية. وليس فقط بالمنشورات الأكاديمية أو المشاريع التجريبية.
استشعار الكمّ هو إحدى التقنيات القليلة. وهي التي تملك فيها أستراليا ريادة حقيقية. لكن هذه الميزة قابلة للزوال. بدون دعم لنشر وتوسيع هذه الأنظمة، سيتجاوزنا الآخرون.
إنه سباق يجري الآن لنشر ما هو فعال بالفعل. إنه يتطلب الاهتمام العاجل اليوم. القدرة الاستراتيجية تعتمد على التسليم. هي لا تعتمد فقط على الاكتشاف العلمي. المستشعرات جاهزة.
والشركات موجودة بالفعل. المطلوب الآن هو الموقف الحازم للتحرك.
