ما هي الحوسبة الكمومية؟ الكمبيوتر الكمي أو ميكانيكا الكم وظواهرها مثل حالات التراكب الكمي أو التشابك الكمي لمعالجة البيانات في أجهزة الكمبيوتر التقليدية ، ولكن هنا قياس حجم البيانات بالكيوبتات. ما هي الحوسبة الكمومية؟ ومن فوائده ، سنتعرف على الإجابة الكاملة خلال سطور مقالتنا.
ما هي الحوسبة الكمومية؟
إنه نموذج حوسبة نظري يعالج البيانات وعمليات الحوسبة باستخدام قوانين الكم ، حيث تستخدم الحوسبة التقليدية البتات لمعالجة البيانات بينما تستخدم الحوسبة الكمومية البتات الكمية (الكيوبتات) التي تعتمد على الذرات والهياكل الجزيئية بدقة محدودة للغاية.
الفرق بين البت والبت الكمي
تعطي البتة إحدى القيمتين 0 أو 1 وتسمى ثنائي. أما البتة الكمومية فهي تعطي عدة قيم وهي إما 0 أو 1 أو التراكب بين 0 و 1 مما يعطي للحاسوب الكمومي عددًا كبيرًا من النتائج والحلول حسب كل حالة ، وهذا ما تفعله أجهزة الكمبيوتر التقليدية. الاعتماد على البتات غير قادرة على القيام به.
ما هو التراكب في الكم؟
تعطي البتات الكمية نطاقًا واسعًا من القيم الناتجة عن الجمع بين 0 و 1. يسمي العلماء هذه العملية بالتراكب. تتم معالجة هذه القيم المتراكبة أيضًا باستخدام أشعة الليزر الدقيقة والحزم الموجية. في هذه العملية ، يمكن للكمبيوتر معالجة عدد لا حصر له من العمليات في نفس الوقت.
فوائد الحوسبة الكمومية
قد توفر الحوسبة الكمية حلاً لعدد كبير من المشكلات العالمية التي لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر العادية حلها ، ومن أبرزها:
- الفرق الطوبولوجي: يتطلب حل المشكلات الكبرى للكون ، مثل الاحتباس الحراري والمجاعة ، أجهزة كمبيوتر تحتوي على ملايين الملايين من البتات ، ولكن تطبيق الكيوبتات سيوفر العديد من الحلول الفعالة لهذه المشاكل العالمية المعقدة.
- حل مشاكل نقص الغذاء في العالم: تمنح الحوسبة الكمية الكيميائيين حافزًا جديدًا لإنتاج الأسمدة التي تقلل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري وتحسن جودة إنتاج الغذاء العالمي. لا يمكن إجراء هذه العمليات بسهولة باستخدام أجهزة الكمبيوتر التقليدية لأنها تتطلب تحكمًا عاليًا في التفاعلات الكيميائية التي لا يمكن التحكم فيها إلا عن طريق الحوسبة الكمومية.
- تقليل استهلاك الطاقة: الهدف الأكثر أهمية للحوسبة الكمومية هو تطوير موصلات فائقة عالية الحرارة يمكن من خلالها نقل الطاقة دون خسارة بسبب المقاومة. تساهم الاكتشافات الجديدة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية أيضًا في اختيار المواد ذات الخصائص المناسبة للموصلية الفائقة في درجات الحرارة العالية. هذه مشكلة معقدة لأجهزة الكمبيوتر اليوم.
- تحسين التعلم الآلي: يمكن للحوسبة الكمية أن تحل مشاكل التعلم الآلي المعقدة بسرعة. تهدف المصانع الكبيرة إلى تعظيم الإنتاج. يتطلب هذا تحسين كل عملية على حدة ، وفي هذه الحالات تساعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية في توفير حلول إخراج بسيطة بأقل التكاليف.
الحوسبة الكمومية وقابلية التوسع
يعتبر الكيوبت عرضة 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 ، حيث إن تخزين المعلومات من خلاله يشبه عقدة في سلسلة حيث تظل المعلومات محفوظة. تعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية ذات الكيوبتات الطوبولوجية أكثر قوة وقدرة على التوسع بمعدل أعلى.
وهكذا وصلنا إلى خاتمة مقالتنا التي أجبنا فيها ما هي الحوسبة الكمومية؟تحدثنا عن الحوسبة الكمومية ، كما ذكرنا فوائد الحوسبة ، كما راجعنا الحوسبة الكمومية وتوسعها.