على الرغم من أن الجيل الرابع من الحروب الحديثة يتميز باللامركزية وفقدان احتكار الدول للحرب، فإن جيوش الدول المتقدمة تتمتع بشكل مميز بإمكانية الوصول إلى أحدث التقنيات العسكرية، وهذا يشمل ظهور التقنيات الكمومية في الأفق. التكنولوجيا الكمومية (Quantum technology) هي مجال ناشئ في الفيزياء والهندسة يعتمد على الخصائص الميكانيكية الكمومية، وبالرغم من أنها لم تصل بعد إلى مرحلة النضج، فإنها تحمل تداعيات كبيرة على مستقبل الحرب في المستقبل بما تقدمه من تحسين الكفاءة وزيادة الدقة للقطاعات العسكرية من خلال تطبيقاتها في الاستشعار والتشفير والاتصالات وغيره.
أصبحنا نسمع بوسائل الإعلام عن الحرب الكمومية، وهي الحرب التي تستخدم التقنيات الكمومية في التطبيقات العسكرية التي تؤثر في القدرات الاستخباراتية والأمنية والدفاعية في جميع مجالات الحرب، وتبشر باستراتيجيات عسكرية جديدة ومناهج وسيناريوهات مختلفة، وما يميز التكنولوجيا الكمومية هو أنها تقنية نموذجية ذات استخدام مزدوج، وهذا يعني إمكانية تطبيقها في القطاعين المدني والعسكري. جلبت الثورة الكمومية الأولى تقنيات مألوفة لنا ونستخدمها في حياتنا اليومية، مثل الطاقة النووية، وأشباه الموصلات، والليزر، والتصوير بالرنين المغناطيسي، وتقنيات الاتصال الحديثة، والكاميرات الرقمية، وأجهزة التصوير الأخرى. وفي المجال العسكري أسفرت التكنولوجيا الكمومية الأولى عن أسلحة وطاقة نووية. ويشير مصطلح تكنولوجيا الكم حالياً إلى التكنولوجيا الناشئة في الغالب عما يسمى بالثورة الكمومية الثانية التي تقوم بالتلاعب والتحكم في الأنظمة الكمومية الفردية «مثل الذرات أو الأيونات أو الإلكترونات أو الفوتونات أو الجزيئات أو أشباه الجسيمات المختلفة»، مما يسمح بالوصول إلى الحد الكمي القياسي، وهو الحد الأقصى لدقة القياس في المقاييس الكمومية. لا تجلب التكنولوجيا الكمومية أسلحة جديدة بشكل أساسي أو أنظمة عسكرية قائمة بذاتها، ولكنها تعزز بشكل كبير قدرة القياس والاستشعار والدقة وقوة الحساب وكفاءة التكنولوجيا العسكرية الحالية والمستقبلية. تشمل التطبيقات العسكرية الخاصة للتكنولوجيا الكمومية مختلف مجالات الحروب البرية والجوية والفضائية والإلكترونية والسيبرانية وتحت الماء والاستخبارات والمراقبة واكتساب الهدف والاستطلاع.
جدال القرن العشرين
يقول نلز بور: «أولئك الذين لم يصدموا عندما سمعوا بنظرية الكم لأول مرة لا يمكن أن يكونوا قد فهموها». ويقول ريتشارد فاينامن:«إذا كنت تعتقد أنك فهمت ميكانيكا الكم، فأنت في الحقيقة لم تفهمها». ويقول فيرنر هايزنبرغ: «الكون ليس فقط أغرب مما نعتقد، إنه أغرب مما يمكن أن نعتقد»، ثلاثة أقوال مقتبسة من أشهر ثلاثة علماء في فيزياء الكم، تبين أن هناك إجماعاً واسعاً على أن محاولة فهم فيزياء الكم ليست دعابة، بل هي حيرة للعقل وغذاء للتفكير القوي. وعلى الرغم من أننا قد لا نكون قادرين على فهمها بالكامل، فإن التقنيات المبنية على ميكانيكا الكم موجودة بالفعل في كل مكان حولنا.
من الأمور الأساسية لميكانيكا الكم، أنه على النطاق دون الذري، يكون العالم «احتمالياً» بدلاً من أن يكون «حتمياً». كان مفهوم الاحتمال هذا موضوع نقاش مشهور عالمياً بين ألبرت أينشتاين ونيلز بور في مؤتمر سولفاي الخامس للفيزياء الذي عقد في أكتوبر 1927 في بروكسل، جمع هذا المؤتمر أبرز 29 فيزيائياً في ذلك الوقت «فاز 17 منهم بجائزة نوبل فيما بعد» لمناقشة نظرية الكم التي تمت صياغتها حديثاً في ذلك الوقت فيما عرف بـ»جدال القرن العشرين»، دافع نيلز بور عن نظرية ميكانيكا الكم الجديدة كما صاغها فيرنر هايزنبرغ، بينما حاول ألبرت أينشتاين دعم النموذج الحتمي للسبب والنتيجة. في الوقت الحاضر، يتفق المجتمع العلمي على أن نيلز بور فاز في النقاش. هذا يعني أن عالمنا ليس لديه نص ثابت يعتمد على السبب والنتيجة، ولكنه في الواقع عرضة للاحتمال. بمعنى آخر، يمكنك معرفة كل ما يمكن معرفته في الكون، لكن لا يمكن معرفة ماذا سيحدث في المستقبل.
سباق محموم
نظراً لأنها ستجلب قدرات جديدة هائلة للأغراض المدنية والعسكرية على حد سواء، فقد حظيت التقنيات الكمومية باهتمام كبير من الصناعة وشركات الأعمال والحكومات في السنوات الأخيرة. وتنفق شركات التكنولوجيا الكبرى مثل IBM وAmazon وGoogle وMicrosoft مئات الملايين من الدولارات على البحث والتطوير في مجال الأبحاث الكمومية في سباقها من أجل «التفوق الكمي» لتسخير الحوسبة الكمومية التي تعد بقوة هائلة للبيانات وحجمها وسرعتها وأمنها مع الهدف النهائي المتمثل في بناء إنترنت كمومي، سيكون لقوة الكمبيوتر الكمومية آثار هائلة على محاكاة الأنظمة المعقدة، وتطوير الأدوية، والتمويل، والخدمات اللوجستية، والتعلم الآلي، وفك التشفير. كما أدركت الحكومات الإمكانات التحويلية والقيمة الجيوسياسية لتطبيقات تكنولوجيا الكم، وأنشأت كل من الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي والصين برامجها البحثية الخاصة التي تبلغ قيمتها أكثر من مليار دولار. وفي عام 2016، أطلقت الصين أول قمر صناعي لعلوم الكم، والذي مكن تحقيق اتصالات عابرة للقارات. توقعت منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية أن يولد قطاع التكنولوجيا الكمومية الناشئ في أستراليا أكثر من 4 مليارات دولار أسترالي من الإيرادات السنوية ويدعم 16000 وظيفة بحلول عام 2040. الجيل الأول من تكنولوجيا الكم، كما قلنا، موجود بالفعل في كل مكان حولنا، في أشباه الموصلات، والمعالجات الدقيقة، والمفاتيح عالية السرعة في أجهزة الكمبيوتر والبنية التحتية للاتصالات. لقد أدى اكتشاف الخصائص الرئيسية للجسيمات الكمومية التي تكمن وراء التقنيات الكمومية، وأبرزها «التراكب» و«التشابك»، إلى الفهم المحسن للمبادئ الكمومية الأساسية، وتحفيز تطوير تقنيات الكم من الجيل الثاني: الاستشعار الكمي والاتصالات الكمومية والحوسبة الكمومية، وبمعنى آخر الكم هو مجال ناشئ يعتمد على استغلال الظواهر الفيزيائية على نطاق أدنى من المستوى الذري. والجيل القادم من تكنولوجيا الكم يشق طريقه بالفعل إلى مجموعات الأجهزة، وسيكون يوماً ما في كل مكان قريباً. مثلاً في حالة الاستشعار الكمومي، من المرجح أن تتحسن القدرة على قياس الاختلافات الطفيفة في درجة الحرارة والتسارع والجاذبية والوقت بشكل كبير، وهذا ما تسعى اليه الأبحاث الكمومية.
خصائص فريدة
يوفر استخدام التقنيات الكمومية تأثيراً يتميز بالخصائص التالية:
1 الحماية: يجب أن يكون للتكنولوجيا الكمومية التي يجب تنفيذها حماية من الهجمات الكمومية المستقبلية «مثل التشفير ما بعد الكمي».
2 الفعالية: التقنيات الكمومية التي تزيد من فعالية التكنولوجيا والأساليب الحالية «مثل التحسينات الكمومية أو التعلم الآلي الكمي أو الذكاء الاصطناعي».
3 الدقة: التقنيات الكمومية التي تزيد من دقة تكنولوجيا القياس الحالية «مثل القياس المغناطيسي الكمي، وقياس الجاذبية الكمية، والملاحة بالقصور الذاتي الكمي، والتوقيت».
4 قدرات جديدة: تقدم التقنيات الكمومية قدرات جديدة تتجاوز نطاق التكنولوجيا الحالية «مثل الرادار الكمي، والمحاكاة الكمومية للكيمياء، وتحليل التشفير الكمي، وتوزيع المفاتيح الكمومية».
الحرب وتكنولوجيا الكم
التقنيات الكمومية لديها القدرة على التأثير بشكل كبير في العديد من مجالات النشاط البشري بما فيها القطاع العسكري، علماً أن هذا يتطلب قدراً أكبر من الحذر، لأن التقنيات العسكرية لها متطلبات أكثر من التطبيقات الصناعية أو العامة. يمكن أن تؤثر التقنيات الكمومية في جميع مجالات الحرب الحديثة بواسطة إدخال قدرات جديدة لتحسين تقنيات الحرب الحديثة بدلاً من أن تؤدي إلى أنواع جديدة من الأسلحة.
تشمل الآثار المترتبة على التقنيات الكمومية في القطاع العسكري تطبيقات مهمة في مجالات الحوسبة والاتصالات والاستشعار. تحتوي هذه الحقول الفرعية الثلاثة على فئات فرعية إضافية، يمتلك كل منها تطبيقات وقدرات محتملة ستؤثر في جميع مجالات الحرب. وبما أن صناعة الكم مثيرة للاهتمام، سيتعين على المستخدمين لتقنيات الكم العسكرية التفكير ملياً في استثمار الوقت والموارد، وأين ومتى سيتم تطبيق هذه التقنيات. لذلك من المهم توفر نظام كمي وطني يتكون من مؤسسات صناعية وأكاديمية، ويحظى بدعم حكومي وتحفيزه، لتطوير تقنيات القطاع العسكري، كما يمكن للأفراد والشركات الناشئة المشاركة وربما تقديم أفكار وحلول جديدة، سيؤدي هذا بطبيعة الحال إلى تعاون أوثق مع الصناعة والأوساط الأكاديمية.
إن تطبيقات تكنولوجيا الكم التي يمكن تصورها للجيش والأمن والفضاء والاستخبارات في جوانب مختلفة من الحرب الحديثة، تشكل جوانب مختلفة ومتعددة. ومن المهم ملاحظة أن العديد من التطبيقات لا تزال نظرية أكثر من كونها واقعية، وهذا بسبب أن التقدم الكمي الكبير الذي يتم تحقيقه في المختبر لا يؤدي دائماً إلى تقدم مماثل خارج المختبر. يتضمن النقل من المختبر إلى النشر العملي جوانب أخرى أيضاً، مثل قابلية النقل والحساسية والدقة والسرعة والمتانة وانخفاض «الحجم والوزن والطاقة» والتكلفة، وبصرف النظر عن النموذج الأولي للمختبر العامل، سيحدد التطبيق العملي والفعالية من حيث التكلفة للتقنيات الكمومية ما إذا كان يتم تصنيع ونشر تقنيات كمومية معينة. وبصرف النظر عن أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي ستكون موجودة في الأغلب في مراكز البيانات بشكل مشابه للاستخدام المدني، فإن تكامل ونشر الاستشعار الكمي والتصوير والشبكات يواجه العديد من التحديات التي تفرضها المتطلبات المتزايدة للاستخدام العسكري مقارنة بالمتطلبات المدنية / الصناعية أو العلمية. على سبيل المثال، تتطلب متطلبات المستوى العسكري للملاحة الدقيقة معدلات قياس سريعة، يمكن أن تكون محدودة تماماً لأجهزة الاستشعار بالقصور الذاتي الكمومية الحالية.
الخطوة الأولى
إن الخطوة الأولى لدمج التقنيات الكمومية في القطاع العسكري هي إنشاء خارطة طريق للتكنولوجيا الكمومية أو استراتيجية الكم. يجب أن تحدد خارطة الطريق / الاستراتيجية مراحل تحديد الحلول الكمومية، ومسح السوق، وتقييم التكنولوجيا والمخاطر وتطويرها إلى اختبار النموذج الأولي ونشر الحل. الجزء الأكثر أهمية هو تحديد التقنيات الكمومية الأكثر فائدة لمجالات الحرب المدروسة. تتضمن هذه الخطوة أيضاً التقييم التكنولوجي والعلمي لتحقيق التوازن بين المخاطر التكنولوجية «قابلية الانتشار المحدودة، أو الأداء دون التوقعات، أو استحالة النقل من المختبر إلى ساحة المعركة» مقابل الميزة المحتملة للتقنيات. الخطوة الثانية هي العملية المعتادة للبحث والتطوير مع تفاعل وثيق مع المستخدم النهائي للتكنولوجيا العسكرية «المواصفات واستشارات الأداء، اختبار النموذج الأولي، التحضير للحصول على الشهادات، …». في نهاية هذه المرحلة، يجب أن يكون النظام الجديد في قدرة التشغيل الأولية جاهزاً. الخطوة الأخيرة هي الوصول إلى القدرة التشغيلية الكاملة، بما في ذلك تعديل أو إنشاء مذاهب عسكرية جديدة، وإعداد سيناريوهات واستراتيجيات وتكتيكات عسكرية جديدة تستغل الميزة الكمية بشكل كامل.
ميزة إضافية
تظهر الأعمال النظرية والتجريبية ميزة كمومية إضافية تستغل أجهزة الاستشعار وأجهزة الكمبيوتر المتشابكة الكمومية، وقد يتم اكتشاف أو اختراع المزيد من التطبيقات المماثلة. وفي إطار رغبتها في الاستفادة من هذا القطاع المزدهر، اتخذت وزارة الدفاع الأسترالية خطوات لاستكشاف الطرق التي يمكنها من خلالها الاستفادة من تكنولوجيا الكم، ليس فقط للحرب ولكن في مجالات أخرى أيضاً.
وقد بدأت بالفعل في رؤية الفوائد المبكرة لنشر التكنولوجيا الكمومية في مذبذب الياقوت المبرد، الذي يطلق عليه اسم «ساعة الياقوت»، والذي طوره باحثون أستراليون، لتحسين تشغيل شبكة رادار عبر الأفق حيث توفر «ساعة الياقوت» تحسناً بمقدار ألف مرة في دقة التوقيت، مما يساعد وكالات الدفاع الأسترالية على تحديد الأهداف، كما تستخدم قوات الدفاع الاسترالي حالياً نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لمجموعة متنوعة من الأنشطة الدفاعية، بما في ذلك الأسلحة الموجهة بدقة، والتشفير، وذكاء الطابع الزمني، ومزامنة أنظمة الكمبيوتر الموزعة، ويعتقد أن التكنولوجيا الكمومية يمكن أن تكون الحل البديل لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لأنها لا يمكن الاعتماد عليها دائماً في التضاريس المعقدة أو حيث يمثل استقبال الأقمار الصناعية تحدياً، مثل تحت الماء، أو في المناطق الجبلية أو الحضرية الكثيفة. سيتم تحقيق ذلك من خلال تطوير وتصغير الساعات الكمومية ومقاييس التسارع ومقاييس المغناطيسية ومقاييس الجاذبية. وسيتم بعد ذلك دمجها مع التقنيات الكلاسيكية لتوفير أفضل حلول التوقيت والملاحة المثلى. هذا المزيج من الإمكانات والغموض والتعقيد يمثل مخاطر وفرصاً استراتيجية للقوات العسكرية. ونتيجة لذلك، تجد الجيوش نفسها في منافسة عالمية متسارعة لفهم التقنيات الكمومية والمشاركة في تطويرها واستغلالها للعمليات القتالية.
الناتو وتكنولوجيا الكم
حدد الناتو تكنولوجيا الكم كتقنية ناشئة رئيسية قد تُمَكِّن تطبيقاتها المحتملة الحلفاء من توسيع قدراتهم القتالية. يقوم حلف الناتو حالياً بتطوير الاستشعار الكمي للكشف عن الغواصات، بحيث يمكن لأنظمة الملاحة بالقصور الذاتي التي تدعم الكم القيام بعمل تحديد المكان من دون إشارات الأقمار الصناعية. وستحتاج مؤسسة الناتو وحلفاؤها إلى تحديث وتأمين البنية التحتية الرقمية باستخدام التشفير المقاوم للكم.
كما تعد تقنية الكم نفسها باتصالات بيانات آمنة للغاية، لأنه من الصعب جداً إدارة أمن البيانات في بيئة متنازع عليها، لذا فإن الكم سيغير قواعد اللعبة في ساحة المعركة. في المستقبل القريب، يمكن استخدام التكنولوجيا الكمومية لكسر التشفير القياسي بسهولة، في حين أن المعلومات المشفرة في جسيم كمي، عندما يهاجمها المتسللون ستنهار، مما يجعل التفسير مستحيلاً. على الرغم من الإمكانات الهائلة لهذا المجال، من المهم أن نعكس أن التكنولوجيا الكمومية ليست «رصاصة فضية» للقدرة والمخاوف الدفاعية. من المهم أن نُقدِّر أنه داخل المجال الكمومي لا توجد وجهة نظر موحدة، ولا يزال بعض الخبراء متشككين، ويصفونها بأنها ليست أكثر من ضجيج كمومي. كل هذه العوامل، تضيف زخماً لضمان امتلاك الناتو لأساليب قوية لتتبع اتجاهات السوق الكمومية والمبادرات التكنولوجية التي من شأنها أن تسترشد بها قرارات تطوير القدرات والاستثمار.
ستزداد أهمية العمل المستقبلي في هذا المجال مع سعي الحلفاء للاستفادة من التقنيات الكمومية. وباستخدام البنية التحتية للاختبار والتحقق من إمكانيات الحلفاء، بما في ذلك مراكز الاختبار والوصول إلى المشغلين العسكريين للمستخدم النهائي، حيث يمكن لحلف الناتو أن يكون رائداً في هذا المجال.
» العقيد المتقاعد المهندس خالد العنانزة (مستشار ومدرب في البيئة والسلامة المهنية)
