الفهرس
ماهي الحوسبة الكمية Quantum Computing
الحوسبة الكمية:
يوجد اختلاف بين الحاسوب الكمي والحاسوب العادي أو الحاسوب العملاق. فالحاسوب العملاق يستخدم عددًا هائلًا من وحدات المعالجة Proccessor مع ذاكرة مصممة بعناية فائقة Ram لتضمن للمعالج Proccessor احتفاظه بالبيانات والتعليمات في جميع الأوقات مع القدرة على تنفيذ العديد من المهام في نفس الوقت. أما الحاسوب الكمي فيستخدم ميكانيكا الكم في تصميمه وبناءه، ويتم بناءه ذرة بعد ذرة. وتعتبر ميكانيكا الكم أحد المواضيع الشائكة في علم الفيزياء
طريقة عمل الحوسبة الكمية Quantum Computing :
يعمل الحاسوب العادي عادة بالاعتماد على خانة نظام ثنائي Binary System، ليس له إلا احتمالين فقط وهم “0” أو “1”، يعرف بـ “البت”BIT. أما الحاسوب الكمي فيعتمد على “الكيوبت”Qubit، وهي اختصار لـ (كوانتوم بت) أي “البت الكمي”. تتكون الـ «كيوبت» من نواة الذرة والأيونات والفوتونات أو الالكترونات، وتعمل معًا كأنها ذاكرة ومعالج حاسوبي.
نشأة الحوسبة الكمية Quantum Computing :
تعود فكرة الحوسبة الكمية إلى الفيزيائي العبقري باول بينيوف” Paul Benioff “ والذي كان يعمل في مختبر أرجون الوطني. وهو الذي تنسب إليه أول نظرية كمية تطبيقية للحواسب، وذلك في العام 1981م. حيث طرح أول نظرية عن إنشاء آلات تيورية كمية Quantum Turing Machine.
في عام 1982، طرح “ريتشارد فيونمان” بحثًا علميًّا يوضح فيه كيف يمكن محاكاة فيزياء الكم. كانت هذه أول مرة يتم فيها استخدام مفهوم الحاسبة الكمية بصورة واضحة ومباشرة. حيث أوضح إمكانية تطوير الآلة التي تعمل وفق فيزياء الكم مع أي حجم من الترانزسستورات، بل وأنها ستكون أفضل منها بمراحل عديدة .
عام 1985 جاء” “Deutsch صاحب السلسلة الفيديوية المعروفة عن الحوسبة الكمية “Quantum Computing”، ليوضح نظرية جديدة بأنه من الممكن تمثيل أي عملية فيزيائية بالشكل الكمي الخاص بالحاسوب المقترح من فيونمان. منذ ذلك الحين، بدأت الأبحاث بتطوير الآليات والخوارزميات الخاصة بهذه الآلة .
عام 1994 جاء شور “”Shor لينشر بحثه الشهير، والذي طرح فيه خوارزمية رياضية كمية جديدة . يتم من خلالها تجزئة أعداد كبيرة جدًا إلى عواملها الأولية، بسرعة عالية جدًا لا تتجاوز أجزاء الثانية .
عام 2014، تمكن فريق من الباحثين من جامعة جنيف من تنفيذ عملية نقل كمي لجسيمات الضوء عبر الألياف البصرية. مما يعد خطوة كبيرة جدا نحو تطوير الحوسبة الكمية. كما أن لشركة جوجل عدة محاولات في هذا المجال. لعل آخرها توظيف الفيزيائي جون مارتينيز وفريقه من جامعة كاليفورنيا، للعمل على إنتاج شريحة حوسبة بقوانين الفيزياء الكميّة.
في نفس العام، قام بعض الباحثين في المعهد القومي الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا بالتوصل إلى عمل محاكي كمي للأغراض الخاصة لحل مشكلة معينة واحدة. يقوم المحاكي بتركيب مجموعة من كريستالات أيونات مادة البريليوم مع بعضها البعض. حيث يكون الالكترون الخارجي في كل أيون هو عبارة عن البت الكمية؛ وحدة التخزين الأساسية للمعلومات في الحاسوب الكمي.
الجدير بالذكر في الختام، أنه بينما لا تتعدى سعة أكبر حاسب كمومي 16 كيوبت اليوم. فليس من البعيد رؤية حاسب كمومي بسعة 30 كيوبت، يكون قادرًا على إجراء 10 تريليون عملية في الثانية الواحدة.
من المتوقع أيضًا أن تحل الحواسب الكمية محل دوائر السيليكون، مستقبلًا.
