هل يطرق المغرب أبواب ثورة تقنية جديدة .. "تكنولوجيا الكوانتم"؟

قال محمد بنائي، أستاذ الفيزياء الكمية بجامعة الحسن الثاني، إن “جائزة نوبل للفيزياء لسنة 2022 مُنحت لثلاثة علماء في فيزياء الكم، هم الفرنسي آلان أسبي والأمريكي جون كلاوسر والنمساوي أنتون زيلينغر، وذلك لأبحاثهم التي حسمت بشكل نهائي نقاشا دام حوالي قرنًا حول ماهية هذا العلم الجديد المسمى مكانيك الكم، كما أكدت تطور فرع جديد هو علم المعلوميات الكمومية”.

وأوضح بنائي، في مقال له بعنوان “هل نحن على أبواب ثورة تكنولوجية جديدة: تكنولوجيا الكوانتم”، أن الاشتغال بدأ على محور جديد بالمغرب، علم المعلوميات الكمي، خلال بعض الملتقيات المنظمة بجامعة محمد الخامس بالرباط سنتي 2009 و2010، بمبادرة من بعض الباحثين المغاربة الذين لم يكونوا يتجاوزون أصابع اليد، وبعد ذلك تم إعلان تأسيس الشبكة المغربية للبحث في المعلوميات الكمية، وقد نظمت إلى حد الآن أزيد من عشرة ملتقيات في مختلف الجامعات المغربية”.

وبعدما تناول محمد بنائي مجموعة من الجوانب التاريخية والعلمية لـ”ميكانيك الكم”، أشار إلى أن “الشبكة المغربية للبحث في المعلوميات الكمية تضم الآن أساتذة باحثين في العديد من الجامعات المغربية، وتضم كذلك العشرات من الطلبة الباحثين في علم الفيزياء الكمي النظري، إلا أنه لإنجاز تجارب من مستوى عالمي لا بد من تأسيس معهد وطني في الفيزياء الكمية، على غرار المختبرات العالمية في الفيزياء الكمية”.

هذا نص المقال:

تم منح جائزة نوبل للفيزياء لسنة 2022 لثلاثة علماء في فيزياء الكم، هم الفرنسي آلان أسبي والأمريكي جون كلاوسر والنمساوي أنتون زيلينغر، وذلك لأبحاثهم التي حسمت بشكل نهائي نقاشا دام حوالي قرنًا حول ماهية هذا العلم الجديد المسمى مكانيك الكم، كما أكدت تطور فرع جديد هو علم المعلوميات الكمومية؛ فهل نحن على أبواب ثورة تكنولوجية جديدة كما كان الحال مع الثورة التكنولوجية الأولى لهذا العلم التي أدت إلى ميلاد تكنولوجيا الحواسب والاتصالات الحديثة والليزر.

وكنتيجة لهذه الثورة التكنولوجية الأولى، عرف النصف الثاني من القرن العشرين ثورة هائلة للتكنولوجيا، تجلت في اختراع الحواسب القابلة للتطوير المستمر من حيث الحجم والكلفة والسرعة والقدرات غير المحدودة لتخزين المعلومات. وواكب هذا التطور اكتشاف الأنترنيت أواخر التسعينيات، الذي مكن من جعل العالم قرية صغيرة بالفعل. وغزت الحواسب والأنترنيت مختلف جوانب الحياة الاجتماعية والعملية، وأصبح مجرد عطل في شبكتها يكلف خسائر بالملايير. ولم يعد الأنترنيت وسيلة للترفيه فقط، بل أصبح بالفعل روح الاقتصاد والأمن والحياة الاجتماعية بشكل لا يمكن الاستغناء عنه.

هذا التطور كان نتيجة ما يطلق عليها الثورة الاولى لميكانيك الكم، وما تبعها من فهم عميق لبنية المادة واكتشاف خصائص أشباه الموصلات، التي حدثت في النصف الأول من القرن العشرين.

بدأت القصة مع الفيزيائيين ماكس بلانك (1900) وألبرت أينشتاين (1905) اللذين ابتكرا مفهوم الكوانطا لفهم بنية المادة والضوء أو الإشعاع على حد سواء، وذلك لتفسير النتائج غير المفهومة لتجربتي الجسم الأسود والمفعول الكهروضوئي. وابتكر بلانك فكرة عدم الاتصال في انتقال الطاقة بين المادة والإشعاع، فيما ابتكر أينشتاين مفهوم جزيء الطاقة في الإشعاع، الذي أسماه “الفتون”، لتفسير المفعول الكهروضوئي. ومن تطبيقات هذا المفعول الكهروضوئي إنتاج الكهرباء عن طريق الألواح الشمسية. وكان هذا إيذاناً بميلاد علم جديد هو علم مكانيك الكم أو ميكانيك الكوانطا.

وفي العشرينيات من القرن الماضي عرف علم ميكانيك الكم تطوراً سريعاً وخارقاً على يد كل من نيلس بور و-لويس دوبروي، وهو فرنسي أيضاً، وكل من هيزنبيرج الألماني والنمساوي شرودنجر والبريطاني ديراك، وآخرين لا يتسع المجال لذكرهم جميعا. ومن تجليات هذه الثورة مؤتمر سولفاي التاريخي سنة 1927، الذي شارك فيه أزيد من 17 من حاملي نوبل في الفيزياء، أبرزهم أينشتاين ومدام كوري. وعرف هذا المؤتمر أيضا بميلاد مدرستين تبانيا تفسيرين مختلفين لميكانيك الكم، برئاسة كل من بور وأينشتاين حول تبني ميكانيك الكم للحقيقة الفيزيائية، إذ أعلًن أينشتاين قولته الشهيرة ”إن الله لا يلعب بالنرد”، وذلك ردا على نيلس بور الذي تبنى التفسير الاحتمالي لميكانيك الكم.

لم يتقبل أينشتاين التفسير الاحتمالي لمكانيك الكم، ما حذا به رفقة بودولسكي وروزن إلى إعلان في مقال شهير سنة 1935 أن علم ميكانيك الكم غير مكتمل، لأنه لا يمكن لمنظومتين أن تتواصلا لحظيا في خرق لمبدأ النسبية الخاصة الذي يحدد سرعة الضوء كسرعة قصوى لا يمكن لأي منظومة فيزيائية تجاوزها.

ولأكمل القصة، وضع الارلانديبل معادلة يمكن بواسطتها إثبات إن كان ما افترضه أينشتاين وزملاؤه صحيحا أم لا. وجاءت تجارب الفرنسي آلان أسبي والأمريكي جون كلاوسر والنمساوي أنتون زيلينغر لتبرهن أن أسس فيزياء الكم متينة وأثبتت أيضا وجود ما يسمى التشابك الكمي كخاصية أصيلة يمكن توظيفها في نقل المعلومات، خاصة في مجال الترميز الكمي بالغ الأهمية في مجال الأمن المعلوماتي. وقد تكون لي عودة لهذا الموضوع بالغ الأهمية التكنولوجية. فماذا عن البحث العلمي في المغرب في هذا المجال؟ في مجال المعلوميات الكمومية؟.

بدأ الاشتغال على هذا المحور الجديد بالمغرب، علم المعلوميات الكمي، خلال بعض الملتقيات المنظمة بجامعة محمد الخامس بالرباط سنوات 2009 و-2010 بمبادرة بعض الباحثين المغاربة الذين لم يكونوا يتجاوزون أصابع اليد. بعد ذلك تم إعلان تأسيس الشبكة المغربية للبحث في المعلوميات الكمية، وقد نظمت إلى حد الآن أزيد من عشرة ملتقيات في مختلف الجامعات المغربية، وأطر أساتذتها عدة أطروحات للدكتوراه، كما نشرت عشرات المقالات المتخصصة في المجلات الدولية في الموضوع يمكن للمهتمين الاطلاع عليها عن طريق الشبكة.

كما نظمت أكاديمية الحسن الثاني للعلوم والتقنيات بعض اللقاءات، شارك فيها على سبيل الذكر الحامل لجائزة نوبل في المجال سيرج هاروش، المولود بالمغرب، والفرنسي الحائز على نوبل سنة 2012، وهو من مدرسة الشهير كوهن تنودجي الحائز على نوبل سنة 1997، وثالث الفرنسيين الحاصلين على نوبل في مجال فيزياء الكم الذين مازالوا على قيد الحياة؛ وهم جميعهم ينتمون للمدرسة التجريبية في هذا العلم التي أسسها ألفريد كاستلر المختص في الفيزياء الذرية ومؤسس تقنية الضخ البصري، والحائز أيضاً على نوبل سنة 1966.

وتضم الشبكة المغربية للبحث في المعلوميات الكمية الآن أساتذة باحثين في العديد من الجامعات المغربية، وتضم كذلك العشرات من الطلبة الباحثين في علم الفيزياء الكمي النظري. إلا أنه لإنجاز تجارب من مستوى عالمي لا بد من تأسيس معهد وطني في الفيزياء الكمية على غرار المختبرات العالمية في الفيزياء الكمية.