ما هي الحوسبة الكمومية ؟
.ما هي الحوسبة الكمومية ؟ Quantum Computer أو ميكانيكا الكم وظواهره كحالات التراكب الكمي أو التشابك الكمي لمعالجة البيانات في الحواسيب التقليدية ولكن هنا يكون قياس حجم البيانات بالكيوبت ما هي الحوسبة الكمومية ؟ وفوائدها سنتعرف على الإجابة الكامة خلال سطور مقالنا.
ما هي الحوسبة الكمومية ؟
هي نموذج حوسبي نظري يقوم بمعالجة البيانات وعمليات الحوسبة باستخدام قوانين الكم، حيث تستخدم الحوسبة التقليدية وحدة البت لمعالجة البيانات بينما تستخدم الحَوسبة الكمومية البت الكمومي (qubit) الذي يعتمد على الذرات والتركيبات الجزئية ذات الدقة المتناهية جدًا.
الفرق بين البت والبت الكمومي
يعطي البت إحدى القيمتين 0 أو 1 ويسمى الثنائية أما البت الكمومي يمنح قيم عدة هي إما 0 أو 1 أو التراكب بين 0 و 1 مايمنح الكمبيوتر الكمومي عدد كبير من النتائج والحلول بحسب كل حالة وهذا ماتعجز عنه الحواسيب التقليدية التي تعتمد على البت.
ما هو التراكب في الكمومية
تعطي البتات الكمومية مجموعة كبيرة من القيم الناجمة عن دمج القيمتين 0 و 1. حيث أطلق العلماء على هذه العملية اسم التراكب. كما تتم معالجة هذه القيم المتراكبة باستخدام أشعة الليزر الدقيقة و حزم الموجات. ويتمكن الحاسب بهذه العملية بمعالجة عدد لا متناهي من العمليات في نفس الوقت.
فوائد الحَوسبة الكمومية
قد توفر الحوسبة الكمومية حلًا لعدد كبير من المشاكل العالمية التي تعجز عنها الحواسب العادية وأبرزها هي:
- الفرق الطوبولوجي: يحتاج حل المشاكل الكبيرة للكون كالاحتباس الحراري والمجاعة حواسب تضم ملايين الملايين من البتات ولكن بتطبيق الكيوبت سيمنح حلولًا كثيرة ومؤثرة لهذه المشاكل العالمية المعقدة.
- حل مشاكل نقص الأغذية في العالم: تعطي الحوسبة الكمومية لعلماء الكيمياء محفز جديد لانتاج أسمدة تقلل انبعاث الغازات الرافعة للاحتباس الحراري وتحسين جودة الإنتاج العالمي للأغذية. ولا يمكن القيام بسهولة بهذه العمليات باستخدام الحواسب التقليدية لأنها تتطلب تحكم عالي بالتفاعلات الكيميائية لا يمكن ضبطها إلا بالحوسبة الكمومية.
- الحد من استهلاك الطاقة: أهم هدف للحوسبة الكمومية هو تطوير المواصلات الفائقة السرعة ذات درجة الحرارة العالية التي يمكن عبرها نقل الطاقة دون فقدانها بسبب المقاومة. كما تساهم الاكتشافات الجديدة عن طريق أجهزة الكمبيوتر الكمومية اختيار المواد ذات الخصائص الملائمة للموصلية الفائقة ذات الحرارة العالية. حيث يعتبر ذلك من الأمور المعقدة بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المستخدمة حاليًا.
- تحسين تعلم الآلة: يمكن عبر الحوسبة الكمومية تحقيق السرعة في حل المشاكل المعقدة للتعلم الآلي. فالمصانع الكبيرة تهدف لزيادة الإنتاج إلى الحد الأعلى. وذلك يتطلب تحسين كل عملية بشكل فردي وفي تلك الحالات تساعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية بتقديم حلول للإخراج البسيط بأخفض التكاليف.
الحَوسبة الكمومية وقابلية التوسع
تعد وحدة البت الكمومية معرضة للاضطرابات الخارجية بشكل كبير، ما يؤدي إلى انهيار حالتها الكمومية. لذلك يتم البحث عن نوع أكثر استقرارًا من البت الكمومي، حيث يعتبر الكيوبت الطوبولوجي من أفضل الحلول، فتخزين المعلومات عن طريقه يشبه عقدة على سلسلة حيث تبقى المعلومات فيه محفوظة. كما أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية ذات البتات الطوبولوجية أكثر صلابة وقادرة على اقياس بنسبة أعلى.
بذلك نكون وصلنا لختام مقالنا الذي أجبنا خلاله على ما هي الحوسبة الكمومية ؟، فقد تحدثنا عن الحوسبة الكمومية، كما ذكرنا فوائد الحوسبة، كذلك استعرضنا الحوسبة الكمومية والتوسع.
