[ad_1]
الآراء الواردة في هذا المقال هي آراء المؤلف ولا تمثل بأي شكل من الأشكال الموقف التحريري ليورونيوز.
لا تستطيع الحوسبة الكمومية بمفردها تحقيق صافي تغير المناخ أو “حله”. ولكن إذا عملنا معًا، فيمكننا استخدام هذه التكنولوجيا لتمكين الابتكارات الخضراء المذهلة، كما يكتب آشلي مونتانارو.
إعلان
في مؤتمر الأمم المتحدة المعني بتغير المناخ (COP28) في دبي، يجتمع زعماء العالم لمعالجة أزمة المناخ، بما في ذلك مدى الدور الذي ستلعبه التكنولوجيا والابتكار.
وإذا أردنا تحقيق طموح صافي الصفر بحلول عام 2050، فيتعين علينا أن نسخر كل الابتكارات والحلول السياسية التي نستطيع تحملها.
إن حجم هذا التحدي النظامي يعني أنه لا يمكن حله من خلال ابتكار واحد فقط – وبالنظر إلى ذلك، فمن الطبيعي أن نكون متشككين للغاية في أي حل سحري تكنولوجي يدعي أنه قادر على “حل” تغير المناخ.
من الطبيعي بشكل خاص أن نتشكك في التكنولوجيا الصديقة للكلمات الطنانة مثل الحوسبة الكمومية، حيث يقول البعض إنها قد “تعالج أزمة المناخ”، أو “تحل مشكلة الجوع في العالم”، أو ربما حتى “تنقذ الكوكب” في يوم من الأيام.
ولكن باعتبارها تقنية تتمتع بإمكانات هائلة، فمن المفيد أن نفهم بالضبط ما إذا كانت ستتمكن من المساهمة في حل أزمة المناخ ومتى وإلى أي مدى.
أحد أهم تطبيقات أجهزة الكمبيوتر الكمومية على المدى القريب هو نمذجة الأنظمة الفيزيائية حيث تلعب ميكانيكا الكم دورًا رئيسيًا.
تعد هذه مهمة صعبة للغاية بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر القياسية ولكنها مناسبة بشكل مثالي لأجهزة الكمبيوتر الكمومية. وقد اتضح أن العديد من تقنيات الطاقة النظيفة الرئيسية، بما في ذلك الخلايا الشمسية والمحفزات، لها تأثيرات ميكانيكية كمومية في جوهرها.
توجيه الإمكانات الكمومية للطاقة المتجددة
دعونا ننظر إلى حالة تخزين البطاريات للطاقة المتجددة، وهي أداة حاسمة في ترسانة مكافحة تغير المناخ.
وبعد سنوات من التخفيضات الملحوظة في الأسعار، أصبحت طاقة الرياح والطاقة الشمسية الآن أرخص من الوقود الأحفوري، ويُنظر إليها على أنها ضرورية لتحقيق صافي الصفر.
لكن كلا مصدري الطاقة هذين متقطعان. لتمكين إدارة القدرات عبر فترات الذروة والانخفاضات في الطلب والتعامل مع أوقات الليل والأيام الخالية من الرياح، يتطلب الأمر تخزين الطاقة. وفي المملكة المتحدة وحدها، تشير تقديرات الشبكة الوطنية إلى أن هناك حاجة إلى أكثر من 50 جيجاواط من القدرة بحلول عام 2050 للوصول إلى صافي الصفر.
لتلبية الاحتياجات قصيرة المدى، يعد تخزين بطاريات الليثيوم أيون التكنولوجيا الرائدة. ومع ذلك، فإن تكلفة تخزين البطاريات يمكن أن تكون أكثر من ثلاثة أضعاف تكلفة طاقة الرياح البرية أو الطاقة الشمسية، مما يجعل هذه التقنيات غير قادرة على المنافسة مع الوقود الأحفوري.
ومع ذلك، على نطاق زمني ليوم واحد، لا توجد حتى الآن تكنولوجيا بطاريات مثبتة تجاريًا على نطاق واسع.
إن تطوير بطاريات أفضل يمكن أن يغير بشكل جذري قدرتنا على الاعتماد على الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
بطاريات أفضل، طاقة أنظف
يعد تصميم بطاريات جديدة ذات كثافة طاقة أفضل طموحًا رئيسيًا، ولكن تم إعاقته بسبب الحاجة إلى تجارب معملية مكثفة لاختبار المواد المرشحة.
هناك مجموعة مذهلة من مواد البطاريات المحتملة، لكن اختبارها جميعًا في المختبر سيستغرق وقتًا طويلاً للغاية، كما أن الأساليب الحسابية الحالية لصياغتها تكون في بعض الأحيان غير دقيقة جدًا بحيث لا تكون مفيدة.
ستوفر أجهزة الكمبيوتر الكمومية القدرة على حساب كثافة الطاقة لمواد البطارية بدقة، وليس في المختبر.
وهذا بدوره سيمكن من فحص مئات مواد البطاريات الجديدة لاختيار أكثرها واعدة للاختبار المعملي النهائي.
هذا ليس مجرد تفكير بالتمني: فنحن نعرف كيفية تصميم خوارزميات كمومية لحساب الخصائص الرئيسية لمواد البطارية – كل ما يتبقى هو إجراء تحسينات الأداء اللازمة للأجهزة والبرامج بحيث يمكن تشغيل هذه الخوارزميات على مشاكل ذات معنى.
إعلان
يمكن أن يكون للبطاريات الأفضل أيضًا تأثير كبير على الطاقة النظيفة بما يتجاوز التخزين وحده. على سبيل المثال، يمكنهم تمكين السيارات الكهربائية ذات المدى الأعلى أو حتى الرحلات الجوية التي تعمل بالبطارية.
ومن الممكن أن تساهم الحوسبة الكمومية أيضًا في تطوير تقنيات نظيفة أخرى، مثل الخلايا الكهروضوئية لتوليد الكهرباء، والموصلات الفائقة لتخزين الكهرباء أو نقلها.
نهدف لعام 2030 للمساعدة في الوصول إلى صافي الصفر بحلول عام 2050
إن الوصول إلى صافي الصفر بحلول عام 2050 بدلا من عام 2070 يمكن أن يشكل الفارق بين تحقيق 1.5 درجة بدلا من درجتين من الانحباس الحراري – وهو ما يكفي لإنقاذ عشرات الآلاف من الأرواح كل عام.
قد يستغرق الأمر ما بين 10 إلى 20 عامًا حتى تنتقل تكنولوجيا البطاريات الجديدة من النموذج الأولي إلى مرحلة التسويق التجاري الكامل.
لذا، لكي تُحدِث الحوسبة الكمومية تأثيرًا كبيرًا في تحقيق صافي الصفر بحلول عام 2050، سنحتاج إلى رؤية أول مواد البطاريات المكتشفة بواسطة الحوسبة الكمومية بحلول عام 2030 تقريبًا.
إعلان
يمكن تحقيق هذا الجدول الزمني إذا دفعنا إلى حل المشكلات المهمة مثل نمذجة مواد البطاريات على أجهزة الكمبيوتر الكمومية في المستقبل القريب.
في شركة Phasecraft، أظهرنا تخفيضات في تكلفة الخوارزميات الكمومية لنمذجة المواد بمعامل يزيد عن المليون.
ونحن نعتقد أنه من الممكن العثور على المزيد من هذه التخفيضات، وأن نمذجة مواد البطاريات، فضلاً عن الأنظمة الفيزيائية المهمة الأخرى، باستخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية على المدى القريب، أصبحت في الأفق.
قطعة مهمة من لغز صافي الصفر
لا تستطيع الحوسبة الكمومية بمفردها تحقيق صافي تغير المناخ أو “حله” – وهذا سيتطلب تعاونًا دوليًا مستدامًا، بين قادة العالم والمجتمع الكمي، فضلاً عن التنفيذ الفوري لتخفيضات كبيرة في الانبعاثات.
ولكن إذا عملنا معا، فسوف نتمكن من استخدام هذه التكنولوجيا لتمكين الابتكارات الخضراء المذهلة.
إعلان
ونظرًا لخطورة هذه المشكلة، يجب أن يستمر تطوير الأجهزة والبرمجيات الكمومية بوتيرة سريعة، حيث أن انتظار التكنولوجيا الناضجة تمامًا سيكون متأخرًا جدًا لإحداث أي تأثير.
يمكن أن تكون الحوسبة الكمومية جزءًا مهمًا من أحجية صافي الصفر. وفيما يتعلق بهذه النقطة على الأقل، نأمل أن يتمكن مندوبو COP28 من الاتفاق.
آشلي مونتانارو هو أستاذ الحوسبة الكمومية في جامعة بريستول والمؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Phasecraft، وهي شركة خوارزميات الكم.
في يورونيوز، نعتقد أن جميع وجهات النظر مهمة. اتصل بنا على view@euronews.com لإرسال العروض التقديمية والمشاركة في المحادثة.
[ad_2]
المصدر