لدى أستراليا اليوم مواهب عالمية في مجال الكمّ. ولكن بدون توفير منصات اختبار، ومسارات واضحة للمشتريات، وتحديد مهمات محددة، فإن هذا الوعد لن يتحول إلى قدرات حقيقية على أرض الواقع.

في حين أن لدى أستراليا نقاط قوة واضحة في مجال الحوسبة الكمومية (Quantum Computing)، إلا أن هذا المسعى سيتطلب وقتاً طويلاً، ورغم ذلك يجب علينا الالتزام به. ومع ذلك، يوفر الاستشعار الكمي (Quantum Sensing) جسراً للانطلاق، فهو يمثل مجالاً يمكن لأستراليا أن تتصدره اليوم إذا تحركنا بسرعة ووضوح.

لماذا يتفوق الاستشعار الكمي حالياً؟

تحظى الحوسبة الكمومية بالاهتمام الأكبر في وسائل الإعلام وتستقطب الاستثمار العالمي، مدفوعة بوعودها بإمكانية كسر التشفير الحديث، واكتشاف مواد جديدة، وحل مشكلات التحسين المعقدة للغاية بالنسبة للآلات الحالية. ولكن الحقيقة هي أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية واسعة النطاق لا تزال على بعد سنوات عديدة، وتظل رهاناً طويل الأجل حتى في ظل التوقعات الأكثر تفاؤلاً.

في المقابل، بدأ الاستشعار الكمي بالفعل في تقديم نتائج ملموسة. قد يمثل هذا المجال الفرصة الاستراتيجية الأهم لأستراليا لتحقيق الريادة في مجال تكنولوجي ناشئ بالغ الأهمية.

مزايا ودور أجهزة الاستشعار الكمومية

تعمل أجهزة الاستشعار الكمومية عن طريق الكشف عن التغيرات الدقيقة للغاية في الجاذبية أو المغناطيسية أو الزمن، وذلك بدقة متناهية. إنها تستغل الحساسية العالية التي تجعل التحكم في الأنظمة الكمومية صعباً وتحولها إلى ميزة. يتيح هذا تطبيقات لا يمكن تحقيقها باستخدام الأدوات التقليدية.

تبرز هنا مثالان رئيسيان:

1. مقياس الجاذبية الكمي (Quantum Gravimeters): يمكنه الكشف عن التسارع لتتبع وضع الأجسام، وكذلك مسح الفراغات تحت الأرض، أو مستويات المياه الجوفية، أو الرواسب المعدنية.
2. أجهزة قياس المغناطيسية الكمومية (Quantum Magnetometers): يمكنها تتبع التغيرات المعروفة في المجال المغناطيسي للأرض لدعم الملاحة.

الأهمية الاستراتيجية في تحديد المواقع والملاحة والتوقيت (PNT)

تصبح الأهمية الاستراتيجية أكثر وضوحاً عند تطبيق هذه التقنيات على أنظمة تحديد المواقع والملاحة والتوقيت (PNT). تعتمد معظم الأنظمة الحديثة، من الموانئ إلى شبكات الطاقة، على إشارات الأقمار الصناعية. ولكن هذه الإشارات يسهل التشويش عليها أو تزويرها، كما ظهر مراراً وتكراراً خلال الحرب في أوكرانيا.

تقدم أجهزة الاستشعار الكمومية بديلاً:

• يمكن لمقاييس الجاذبية الكمومية تحسين الملاحة بالقصور الذاتي، التي تقيس الحركة بمرور الوقت.
• يمكن لأجهزة قياس المغناطيسية الكمومية استخدام المجال المرجعي للأرض لتوجيه تحديد المواقع.

كلا النظامين أقل عرضة للتشويش من إشارات الأقمار الصناعية. بدلاً من استبدال الأقمار الصناعية بالكامل، فإن دمج هذه المستشعرات سيبني قدرة على الصمود والمرونة. بمجرد دمجها، يمكن لأجهزة الاستشعار الكمومية أن توفر دعماً أو تعزيزاً لوظائف PNT في البيئات العسكرية، أو البنية التحتية الحيوية، أو المواقع النائية التي قد تُحجب فيها التغطية عبر الأقمار الصناعية.

فرصة أستراليا وضرورة العمل الفوري

لا تمثل أجهزة الاستشعار الكمومية وحدها الحل، بل يجب دمجها مع أنظمة التحكم ومعالجة الإشارات والبرامج القادرة على تفسير البيانات. يكمن التحدي في بناء أنظمة موثوقة جاهزة للاستخدام الميداني، وليس مجرد عروض توضيحية معملية. هنا تكمن فرصة أستراليا، وهنا تكمن أيضاً أعلى المخاطر إذا تأخرنا.

لطالما كان لأستراليا تاريخ في دعم الأبحاث الرائدة ولكنها تتعثر في طريق النشر والانتشار. فبدون معايير حقيقية، وبيئات اختبار، ومسارات للترخيص والتصديق في العالم الواقعي، فإن القدرات تتوقف في المختبر. لكن الاستشعار الكمي يبدو أنه يصل إلى مرحلة النضج التشغيلي أسرع بكثير من الحوسبة الكمومية. في بعض الحالات، الأفق ليس خمس أو عشر سنوات؛ بل هو الآن.

تُظهر شركتان أستراليتان بالفعل هذا الواقع:

• Nomad Atomics: طورت مستشعرات مدمجة قابلة للنشر مع تصنيع داخلي للمكونات الدقيقة. حصلت الشركة على منحة لتسريع تطوير مستشعر ملاحة ثلاثي الأبعاد.
• Q-CTRL: تستخدم مستشعرات كمومية لتحسين الملاحة بالقصور الذاتي عبر قياسات المجال المغناطيسي. لقد تفوق نظامهم على الطرق التقليدية في اختبارات الطيران فوق أستراليا وخلال عرض على متن سفينة تابعة للبحرية الملكية الأسترالية. الأهم من ذلك، لقد نجحوا في التغلب على تحديات مثل ضوضاء المنصة والتداخل المغناطيسي، مما يدل على أن هذا يمكن أن ينجح بالفعل في بيئة واقعية.

على الرغم من أن وزارة الدفاع تولي اهتماماً واضحاً، إلا أنه لا ينبغي التعامل مع هذه المسألة كمشكلة دفاعية فقط. فقد أشارت وزارة الشؤون الداخلية بالفعل إلى مخاطر تعطيل إشارات الأقمار الصناعية على البنية التحتية الحيوية. يمكن أن يكون الاستشعار الكمي أساساً لقدرة وطنية أوسع تدعم الأمن والمرونة المدنية على حدٍ سواء.

الحاجة إلى استراتيجية وطنية منسقة

ما ينقص هو استراتيجية منسقة للمضي قدماً بهذه الإمكانات. لقد بدأت دول مثل بريطانيا في تحديد مهمات كمومية بأهداف ملموسة توجه الاستثمار، وتعلن عن الطلب، وتوحد الجهات الفاعلة العامة والخاصة. يجب على أستراليا أن تفعل الشيء نفسه.

يبدأ هذا بتحديد النية والأهداف. يجب أن تجمع استراتيجية الاستشعار الكمي بين وزارات الدفاع، والشؤون الداخلية، والصناعة والعلوم والموارد. ويجب أن تشمل أيضاً الوكالات التقنية مثل مديرية الإشارات الأسترالية لضمان أن تكون الأنظمة آمنة بالتصميم. يجب أن تحدد الاستراتيجية أهداف القدرات، وتعرف مسارات الترخيص، وتربط الاستثمار بإنجازات الأداء في الميدان.

إن الاستشعار الكمي هو إحدى التقنيات الحدودية القليلة التي تتمتع فيها أستراليا بريادة حقيقية. لكن هذه الميزة هشة. بدون دعم لنشر هذه الأنظمة وتوسيع نطاقها، سيتجاوزنا الآخرون. إنه سباق يجري الآن لنشر ما هو جاهز للعمل بالفعل، ويتطلب اهتمامنا اليوم.

تعتمد القدرة الاستراتيجية على أكثر من مجرد الاكتشاف؛ إنها تعتمد على التسليم والتحقيق الفعلي. أجهزة الاستشعار جاهزة. الشركات موجودة هنا. ما هو مطلوب الآن هو عزم التحرك والعمل.