هل سمعت من قبل بمصطلح الحوسبة الكمومية؟! وما هي استخداماتها ومجالات تطبيقها؟ لنتابع معاً المقال الآتي ونتعرف عن ماهي الحوسبة الكمومية Quantum Computing.
محتوى المقالة
تعريف الحوسبة الكمومية Quantum Computing
يمكن فهم الحوسبة الكمومية على أنها تطبيق للخصائص الفيزيائية
الكمية لمعالجة المعلومات. وذلك من خلال فهم حقيقة أن المشكلات
المعقدة ستتطلب أدوات حوسبة قوية، فالكمبيوتر الكمومي ليس مجرد
كمبيوتر أسرع بشكل مضاعف وحسب، إلا أنه طريقة مختلفة تمامًا للحوسبة.
ففي الحوسبة الكلاسيكية فإننا نعرف بأن الـ BIT هي جزء واحد من المعلومات
يمكن أن توجد في حالتين: صفر أو واحد. أما من ناحية أخرى، فتستخدم
الحوسبة الكمومية بتات (BITS) كمية، أو يطلق عليها “qubits” والتي بدورها يمكن أن تخزن معلومات أكثر بكثير من مجرد صفر أو واحد كما في الحالة السابقة.
التفوق الكمومي quantum supremacy
التفوق الكمي هو اللحظة التي يقوم فيها الكمبيوتر الكمومي بشيء لا يستطيع الكمبيوتر التقليدي القيام به وذلك لأنه يقوم بالمهمة بشكل أسرع أو كونه يستطيع حل مشكلة لا يستطيع الكمبيوتر الكلاسيكي القيام بها. حيث ادعت Google مؤخراً أنها تمكنت من حل معضلات في غضون ثلاث دقائق باستخدام جهاز كمبيوتر كمي في حين أن إنجازها باستخدام أسرع كمبيوتر في العالم سيستغرق 10000 عام.
ما العيب في الحواسيب الكمومية
تعتبر الحواسيب الكمومية غير مفيدة بالنسبة للشخص العادي، حيث أن وجودها في مكان عمل نموذجي لن يساعد في تحسين العمل ضمنه. وذلك لأن أجهزة الحواسيب الكمومية ليست جيدة فيما يعرف عموماً بالأمور البسيطة كالقراءة والكتابة والحساب. وهذا هو السبب في كون الحوسبة الكمومية تتطلب أنواعاً مختلفة جداً من الخوارزميات.
ماذا يمكن أن تفعل الحوسبة الكمومية ومن يستخدمها
إن أجهزة الكمبيوتر الكمومية ممتازة في حل مشاكل التحسين، فعلى سبيل المثال، سيسمح لشركات مثل FedEx و DHL، من خلال إدخال البيانات بواسطة مستشعرات المراقبة الحية، من تحسين المسارات ومساحات الشحن باستمرار، مما قد يؤدي إلى زيادة أرباح تصل حتى 600٪ مقارنة بمعايير التشغيل الحالية.
الحوسبة الكمومية تخلق الراحة
تعد الحوسبة الكمومية مثالية لتبسيط العمليات والمساعدة في جعل تجربة العميل خالية من العيوب، فعلى سبيل المثال يقوم مصنعو السيارات في BMW مثلاً بتجربة التكنولوجيا الكمية لكل شيء بدءاً من السيارات ذاتية القيادة إلى التحكم في حركة المرور التي يمكنها التنبؤ بالتدفقات وتخفيف الازدحام. كما تدرس شركات تصنيع الطائرات كما في Airbus طرقاً لتطبيقها في تصميم الطائرات التي يمكنها الطيران بشكل أسرع وبكفاءة أعلى.
الحوسبة الكمومية تحافظ على الأرواح
تتمتع الحوسبة الكمومية بإمكانيات كبيرة للرعاية الصحية. فعادة ما يستغرق الأمر عقودًا من البحث وملايين الدولارات لاكتشاف عقار واحد. إلا أنه وباستخدام الكمبيوتر الكمي يمكننا حل هذه المشكلة من خلال تشغيل جميع المسارات الممكنة في وقت واحد، مما سيسرع بشكل كبير تطوير المحاكاة الجزيئية \، وهي الخطوة الأولى في اكتشاف الأدوية. حيث يعتبر هذا السبب هو الأساس في أن شركات الأدوية مثل Biogen تقوم بتجريب الحوسبة الكمومية لاختبار تفاعلات الأدوية والاستخدامات المحتملة للأدوية الحالية.
الحوسبة الكمومية مفيدة في إنقاذ العالم
يمكن أن تثبت النماذج الجزيئية الموصوفة أعلاه أيضًا أنها مفيدة للغاية لإنقاذ العالم: فعلى سبيل المثال، أثناء البحث عن مصادر وحلول جديدة للطاقة بهدف تغيير المناخ العالمي. تستخدم شركة النفط Exxon Mobil الحوسبة الكمومية للبحث عن حلول طاقة جديدة، مثل تحسين شبكة الطاقة. وعندما يتعلق الأمر بتغير المناخ، فإن التقدم في الحوسبة الكمية يمكن أن يساعدنا في اكتشاف طرق جديدة لاحتجاز الكربون أرخص وأكثر كفاءة من النماذج الحالية. أو يمكن استخدام المحاكاة الكمية لتغيير تصميم الخلايا الشمسية لجعلها مضاعفة الكفاءة.
ما الذي يمكن أن تفعله الحوسبة الكمومية
إن المجال متعدد التخصصات للذكاء الصنعي الكمي (QAI) هو المجال الذي يركز على تطوير خوارزميات الكم للذكاء الصعني، بما في ذلك المجالات الفرعية مثل التعلم الآلي. ومع ذلك، فإن مفهوم خوارزميات الذكاء الصنعي محسنة الكم تكمن في مجال البحث المفاهيمي مثل الكثير من الأجزاء الأخرى من الحوسبة الكمومية.
ختاماً إن إمكانات الحوسبة الكمومية هائلة، إلا أن أنه من الأفضل لنا أن نقول أن الطريق ما زال طويلاً لامتلاكها. ففي الوقت الحالي، لا يمكن الوثوق بها لاتخاذ قرارات ذات عواقب تجارية كبيرة. كما أنها لا تزال تستخدم في الغالب للبحث والتعليم. ونرجو أن نكون قد وفقنا في شرح ماهي الحوسبة الكمومية Quantum Computing بشكل بسيط وواضح.
