ما هي الحوسبة الكمومية؟ الكمبيوتر الكمي أو ميكانيكا الكم وظواهره مثل حالات التراكب الكمي أو التشابك الكمي لمعالجة البيانات في أجهزة الكمبيوتر التقليدية، ولكن هنا يتم قياس حجم البيانات بالكيوبت. ما هي الحوسبة الكمومية؟ سنتعرف على الإجابة كاملة في سطور مقالنا.
ما هي الحوسبة الكمومية؟
وهو نموذج حسابي نظري يعالج البيانات والعمليات الحسابية باستخدام قوانين الكم. تستخدم الحوسبة التقليدية وحدة البت لمعالجة البيانات، بينما تستخدم الحوسبة الكمومية البت الكمي (qubit)، الذي يعتمد على الذرات والبنى التحتية بدقة بالغة الدقة.
أنظر أيضا:
الفرق بين البت والبت الكمي
البت يعطي إحدى القيمتين، 0 أو 1، ويسمى ثنائي. أما البت الكمي فهو يعطي قيم مختلفة وهي إما 0 أو 1 أو التداخل بين 0 و 1 مما يعطي الحاسوب الكمي عدد كبير من النتائج والحلول حسب كل حالة وهذا ما لا يستطيع فعله هذا يعتمد على الشيء.
ما هو التراكب في الكم؟
تعطي البتات الكمومية مجموعة كبيرة من القيم الناتجة عن الجمع بين 0 و1. ويطلق العلماء على هذه العملية اسم التراكب. تتم أيضًا معالجة هذه القيم المتداخلة باستخدام أشعة ليزر وأشعة موجية دقيقة. ومن خلال هذه العملية يستطيع الحاسوب معالجة عدد لا نهائي من العمليات في وقت واحد.[1]
مزايا الحوسبة الكمومية
يمكن للحوسبة الكمومية أن توفر حلاً لعدد كبير من المشكلات العالمية التي لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر العادية حلها، ومن أبرزها:
- الفرق الطوبولوجي: يتطلب حل المشكلات الكبيرة في الكون، مثل ظاهرة الاحتباس الحراري والمجاعة، أجهزة كمبيوتر تحتوي على ملايين وملايين البتات، لكن تطبيق الكيوبتات سيوفر العديد من الحلول الفعالة لهذه المشكلات العالمية المعقدة.
- حل النقص العالمي في الغذاء: تمنح الحوسبة الكمومية الكيميائيين حافزًا جديدًا لإنتاج الأسمدة التي تقلل من الغازات الدفيئة وتحسن جودة الإنتاج الغذائي العالمي. لا يمكن إجراء هذه العمليات بسهولة باستخدام أجهزة الكمبيوتر التقليدية لأنها تتطلب تحكمًا عاليًا في التفاعلات الكيميائية التي لا يمكن التحكم فيها إلا باستخدام الحوسبة الكمومية.
- تقليل استهلاك الطاقة: الهدف الرئيسي للحوسبة الكمومية هو تطوير نقل عالي السرعة ودرجات حرارة عالية يسمح بنقل الطاقة دون فقدانها من خلال المقاومة. وتساهم الاكتشافات الجديدة للحواسيب الكمومية أيضًا في اختيار مواد ذات خصائص مناسبة للموصلية الفائقة في درجات الحرارة العالية. ويعتبر هذا أمراً معقداً بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المستخدمة حالياً.
- تحسين التعلم الآلي: من خلال الحوسبة الكمومية من الممكن تحقيق السرعة في حل مشاكل التعلم الآلي المعقدة. تهدف المصانع الكبيرة إلى زيادة الإنتاج إلى الحد الأقصى. وهذا يتطلب تحسين كل عملية على حدة، وفي هذه الحالات تساعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية على توفير حلول إخراج بسيطة بأقل تكلفة.
أنظر أيضا:
الحوسبة الكمومية وقابلية التوسع
الكيوبت معرض بشدة للاضطرابات الخارجية، مما يؤدي إلى انهيار حالته الكمومية. لذلك، يتم البحث عن نوع أكثر استقرارًا من البت الكمي، حيث يعتبر الكيوبت الطوبولوجي أحد أفضل الحلول، لأن تخزين المعلومات يكون بالتالي بمثابة عقدة على سلسلة يتم فيها تخزين المعلومات. تعد الأجهزة الكمومية ذات البتات الكمومية الطوبولوجية أيضًا أكثر قوة وقدرة على تحقيق معدلات قياس أعلى.
وبذلك نكون قد وصلنا إلى خاتمة مقالنا الذي أجبنا فيه ما هي الحوسبة الكمومية؟ تحدثنا عن الحوسبة الكمومية، وذكرنا أيضًا مزايا الحوسبة، واستعرضنا أيضًا الحوسبة الكمومية والتوسع فيها.