تصف فيزياء الكم واحدة من أنجح سلسلة العلوم الحديثة، الطريقة التي يعمل بها عالمنا على المستوى الأساسي. أصبحت الحواسيب الكمومية Quantum Computers واحدة من التطبيقات الرائدة لفيزياء الكم ، ولدى الكمبيوترات الكمومية القدرة على حل بعض أكثر مشاكل العالم تعقيدًا، والتي لا يمكن الوصول إليها حتى بأقوى أجهزة الكمبيوتر العملاقة الحالية.
ما هي الحواسيب الكمومية Quantum Computers
لن تقوم أجهزة الكمبيوتر الكمومية باستبدال أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية ، ولكنها طريقة تشغيلها مختلفة تمامًا و التي تمكنها من إجراء حسابات لا تستطيع الحوسبة الكلاسيكية الوصول اليها او تستحيل عليها. أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية تعتمد على ترميز المعلومات في وحدات البت ، ويمكن أن تمثل كل بت 0 أو 1.
تعمل هذه الأصفار و الوحدات كمفاتيح تشغيل يتم ترجمتها في النهاية إلى وظائف حسابية ، لإجراء عملية حسابية بسيطة مثل حل متاهة ، سيختبر الكمبيوتر الكلاسيكي كل مسار ممكن واحد في كل مرة للعثور على المسار الصحيح. تمامًا مثل أجهزة الكمبيوتر التقليدية التي تعتمد على Bit ، الحواسيب الكمومية Quantum Computers تعتمد على فزياء الكم و لها ما يسمى ب Qubits.
مهم جدا أن تقرأ : 10 مجالات تكنولوجيا المعلومات IT مهمة يجب تعلمها الآن
تستخدم Qubits مبدأين رئيسيين لفيزياء الكم: التراكب والتشابك الكمي.
التراكب: يعني أن كل Qubit يمكن أن يمثل صفرًا او واحدًا أو كليهما في نفس الوقت.
التشابك: يحدث عندما ترتبط اثنان من Qubit في تراكب ببعضهما البعض. بمعنى أن حالة أحدهما ، سواء كانت 0 او 1 أو كليهما ، تعتمد على حالة الأخرى.
باستخدام هذين المبدأين ، يمكن أن تعمل Qubits كنسخة أكثر تعقيدًا من المحولات ، مما يساعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية على حل المشكلات الصعبة التي تكاد تكون مستحيلة باستخدام أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية ، لتوضيح كيف يجعل هذا الحواسيب الكمومية Quantum Computers أكثر قوة.
دعونا نلقي نظرة على بعض الأرقام:
خذ كمبيوتر كلاسيكي ب N بت ، مع N يمثل عدد البتات ، يمكنه تمثيل وفحص حالة نظام واحدة فقط في كل مرة.
كل N من Qubed لجهاز كمبيوتر الكم، سيكون لديه القدرة على تمثيل قوة العدد اثنين 2n في حالات نظام N وإجراء عمليات موازية على جميع تلك الحالات في وقت واحد.
هذا يعني أنه في كل مرة تقوم فيها بإضافة ، Qubit واحد فقط إلى كمبيوتر الكم ، عدد الحالات التي يمكن أن تمثل وتدرس ستتضاعف. لذلك يمكن لآلة الكم ب 50 وحدة Qubit فحص حالتين إلى قوة 50 حالة في وقت واحد. هذه الزيادة الهائلة في الطاقة ، إلى جانب تشابك Qubits هو ما يسمح لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بحل بعض المشكلات بكفاءة أكبر ، بينما يحل الكمبيوتر الكلاسيكي مشكلة مثل المتاهة ، من خلال اختبار كل مسار ممكن واحد تلو الآخر ، الحواسيب الكمومية Quantum Computers تستخدم حالتها الكمية المتشابكة للعثور على المسار الصحيح بشكل أسرع ، مع حسابات أقل بكثير.
فكر في الأمر بهذه الطريقة ، حيث يمكن للتقنيات و تكنولوجيا المعلومات التي تعمل حاليًا على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية أن تجد ببراعة أنماطًا ورؤى مدفونة في كميات هائلة من البيانات الضخمة الموجودة. لكن الحواسيب الكمومية ستقدم حلولًا حيث لا يمكن رؤية الأنماط لعدم وجود بيانات كافية أو احتمالات اكتشاف إجابة مثالية هائلة جدًا بحيث لا يمكن معالجتها من قبل كمبيوتر كلاسيكي.
يمكن أن تؤدي أجهزة الكمبيوتر الكمومية إلى اكتشاف أدوية ومواد جديدة ، من خلال مساعدتنا على فك تعقيدات التفاعلات الجزيئية والكيميائية. يمكنها مساعدة صناعة الخدمات المالية على القيام باستثمارات أفضل ، من خلال إيجاد طرق جديدة لنمذجة البيانات المالية وعزل عوامل الخطر العالمية الرئيسية. يمكنهم حتى تحويل سلسلة التوريد والخدمات اللوجستية ، من خلال إيجاد الطرق المثلى عبر الأنظمة العالمية ، مثل تحسين عمليات الأسطول لعمليات التسليم خلال موسم العطلات.
لن تحل الحوسبة الكمومية محل أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية اليومية ، ولكن قدرتها على حل المشكلات المعقدة. سيفتح عالما جديدا من المعلومات يغير نظرتنا إلى العالم والطريقة التي نتنقل بها.
دورات تعليمية تمهد لك الطريق نحو الحواسيب الكمومية Quantum Computers
دورة علم الحاسوب : دراسة علوم الحاسوب ذاتيا ومجانا عبر الانترنت
دورات البرمجة : دورات و نصائح مهمة ل تعلم لغات البرمجة من الصفر
دورة مهمة في المحاكات الحاسوبية : دورة تعلم أساسيات المحاكاة الافتراضية Virtualization
نأمل أن تجد ما كنت تبحث عنه. وفي حالة تريدون أي مساعدة كما نشير دائما في مواضيعنا عبر التعلم الحر، اطلبها مباشرة عبر تعليق أسفل الموضوع، أو تواصل معنا عبر الفيسبوك التعلم الحر EDLibre . فريقنا دائما على استعداد للإجابة على استفساراتكم و ساؤلاتكم في أقل وقت ممكن. لا تنسى متابعتنا عبر انستجرام، تويتر و تلجرام.
