ماجستير العلوم والتكنولوجيا الكم

إننا نشهد حاليًا بزوغ فجر ثورة تكنولوجيا الكم، حيث يتم تسخير الظواهر الفيزيائية الأساسية مثل التشابك والتراكب في تطبيقات رائدة في مجال الحوسبة، والاتصالات الآمنة، والاستشعار، وعلم القياس، والتعلم الآلي.

على مدار القرن الماضي، حققت ميكانيكا الكم تقدمًا غير مسبوق في فهم قوانين الطبيعة على المستوى المجهري، بدءًا من الاكتشافات المبكرة لتكميم الطاقة والتأثير الكهروضوئي، وحتى تطوير النموذج القياسي للجسيمات الأولية. وقد توج هذا بنظريات مثل الموصلية الفائقة وتأثير هول الكمي، والاكتشافات التجريبية مثل اكتشاف بوزون هيغز وتحقيق مكثفات بوز-آينشتاين. للاحتفال بهذا المعلم التاريخي، أعلنت الأمم المتحدة عام 2025 ليكون العام الدولي لعلوم وتكنولوجيا الكم.

مع تطوير العلماء لأدوات أكثر تعقيدًا لقياس الأنظمة الكمومية والتحكم فيها، أصبحوا يفكرون في الأنظمة الفردية مثل الذرات والفوتونات باعتبارها حاملات لنوع جديد من المعلومات. على سبيل المثال، فإن اتجاه دوران الإلكترون لأعلى أو لأسفل، أو استقطاب الفوتون لليسار أو لليمين، هي أمثلة لما نسميه الآن الكيوبتات، وهي نظائر كمومية لبتات المعلومات. ومع ذلك، على عكس نظائرها الكلاسيكية، يمكن للبتات الكمومية أن تتواجد في حالة تراكب بين الحالتين ويمكن أن تظهر ارتباطات كمومية فريدة تسمى التشابك. وعلى وجه الخصوص، كان اكتشاف جون بيل بأن الواقع الكمي لا يمكن وصفه بمصطلحات كلاسيكية حافزًا لتجديد الاهتمام بالأبحاث الأساسية، مما أدى إلى تطوير المعلومات الكمومية والحساب الكمي. يركز هذا المجال على فهم قواعد معالجة المعلومات الكمومية وكيفية ارتباطها بالمجالات الكلاسيكية مثل الحوسبة ونظرية المعلومات والإحصاء والتحكم. أدى هذا المنظور الجديد إلى اكتشافات ثورية حقًا تتراوح من الحوسبة الأسرع إلى الاتصالات الآمنة والاستشعار عالي الدقة. ومن المتوقع أن يكون لهذه التطورات تأثير كبير على أجزاء كبيرة من الاقتصاد.

لقد واجهت تكنولوجيا الكم التحدي المتمثل في وضع هذه الأفكار موضع التنفيذ لبناء:

• الحواسيب الكمومية الأولى
• أجهزة الاستشعار الكمومية
• شبكات الاتصالات الكمومية
• أجهزة كشف موجات الجاذبية

لقد شهد العقد الماضي تغييرًا جذريًا في التقدم التكنولوجي، ونحن نشهد قيام القطاع الخاص بدور رائد، بدءًا من الشركات الناشئة مثل Quantinuum وQ-CTRL وPhasecraft وحتى شركات التكنولوجيا الكبرى مثل Amazon وIBM وGoogle. لقد أنشأت جميع الدول الكبرى برامج تكنولوجيا الكم وتعتبر هذا المجال ذا أهمية استراتيجية. في هذا السياق من التوسع المتسارع، هناك طلب كبير على العلماء والمهندسين ذوي المعرفة المتخصصة والتدريب في العلوم والتكنولوجيا الكمومية.

ماذا سأدرس؟

يوفر برنامج الماجستير هذا مقدمة واسعة للمبادئ الرياضية والتطبيقات العملية لعلوم وتكنولوجيا الكم، ويقدم التدريب المثالي للمهنة المستقبلية في هذا المجال سريع التطور. يتم تدريسه بشكل مشترك من قبل كلية الفيزياء وعلم الفلك، وكلية العلوم الرياضية، من خلال مزيج فريد من الوحدات التي تغطي الجوانب الرياضية والنظرية والتجريبية. تعد نوتنغهام جزءًا من المركز الوطني لتكنولوجيا الكم المعني بأجهزة الاستشعار والتوقيت، ولديها مجموعة رائدة عالميًا في مجال المعلومات الكمومية والمقاييس. تعد نوتنغهام أيضًا مقرًا لـ مركز السير بيتر مانسفيلد للتصوير الشهير وتستضيف مركز الرياضيات والفيزياء النظرية لأنظمة الكم غير المتوازنة.

سوف تتعلم من خلال المشاركة في المحاضرات المباشرة وورش العمل وفصول التدريبات، وستتمكن من الوصول إلى مجموعة شاملة من المواد عبر الإنترنت بما في ذلك ملاحظات المحاضرات وأوراق التمارين والاختبارات ومقاطع الفيديو.

يضم برنامج الماجستير مجموعة مثيرة من المتحدثين الخبراء الأكاديميين والصناعيين، الذين سيتحدثون عن التقدم الحالي في هذا المجال، بالإضافة إلى ورش العمل المهنية مع ممثلي الصناعة. باعتبارك طالب دراسات عليا، ستكون جزءًا من مجتمع نوتنغهام الكمي وستكون قادرًا على حضور الندوات والأنشطة البحثية الأخرى التي يتم تنظيمها في المدرستين.

انضم إلى الثورة وابدأ رحلتك نحو مهنة ناجحة في علوم وتكنولوجيا الكم.