ما المقصود بالحوسبة الكمومية Quantum Computing:
هي مجال متعدد التخصصات يشمل جوانب علوم الكمبيوتر والفيزياء والرياضيات التي تستخدم ميكانيكا الكم لحل المشكلات المعقدة بسرعات اكبر من الكمبيوترات التقليدية وهي قادره على مشكلات معقده بسرعه اكبر عن طريق التراكب الكمي وغيرها
ما المقصود بميكانيكا الكم:
هو المجال الفيزيائي الذي يدرس سلوك الجسيمات على مستوى مجهري وعلى المستويات دون الذرية
ما المقصود بوحده البت الكمومية:
تُمثل وحده البت الكمي او الكيوبت بالأجسام الكميه وهي تعتبر جوهر قوه الكمبيوترات الكميه وهي تعتبر وحده المعالجة فيه
ما الفرق بين البت الكمي والبت:
البت الطبيعي المتواجد في الكمبيوترات التقليدية وهي يعمل بطريقه انه يكون في أحد الحالتين وهي الصفر والواحد والصفر ويتحكم بتغير حالته الترانزستور اما البت الكمي فهو يوجد في حاله الصفر والواحد معنا تحت ظاهرة التراكب الكمي
التاريخ:
تم اختراع اول كمبيوتر كمّي تجاري صغير في القرن الحالي تحديداً عام 2019 بواسطة شركه قوقل بعد محاولات وابحاث وتجارب استطاعت اختراعه.
مميزات الكمبيوتر الكمي:
- حل معادلات معقده بشكل اسرع بملايين المرات
- الأفضل للمحاكاة مثل محاكاة الأماكن الكبيرة جدا التي تحتاج لسرعه كبيره جدا مثل محاكاه ميكانيكا الكم نفسها أو الفضاء او التجارب الكيميائية الخطيرة
- الاختراعات والاستخدامات الطبية المتطلبة لسرعات عالية جدا
- الأمان والخصوصية العالية جدا
- وأيضا استخداماته في الذكاء الاصطناعي
- وتعلم الاله وسرعتها تسرع وتسهل الموضوع
سلبيات الكمبيوتر الكمي:
تكوين الخوارزميات لأنه على عكس الكمبيوتر التقليدي فالكمبيوتر الكمي يحتاج لخوارزميات خاصه ومعقده
الحاجه لوضعه في درجه الحرارة قليله جدا وتصل هذه الدرجات الى -600F أي ما يعادل -240C
التكلفة العالية جدا مما يجعلها غير متوفرة للعامة لان أسعارها تتراوح بين 100الف دولار الى 10مليار دولار
ما مبادئ الحوسبة الكمومية؟
يعمل جهاز الكمبيوتر الكمومي باستخدام مبادئ الكم. تتطلب المبادئ الكمية قاموسًا جديدًا للمصطلحات لتُفهم بشكل كامل، وهي المصطلحات التي تشمل التراكب والتشابك وعدم التماسك. لنفهم هذه المبادئ فيما يلي.
التراكب:
على غرار الموجات في الفيزياء التقليدية، ينص التراكب على أنه يمكنك إضافة حالتين كموميتين أو أكثر وستكون النتيجة حالة كمومية صالحة أخرى. وعلى العكس من ذلك، يمكنك أيضًا تمثيل كل حالة كمومية باعتبارها مجموع حالتين مميزتين أو أكثر. هذا التراكب للوحدات الكمومية يعطي أجهزة الكمبيوتر الكمومية توازيها المتأصل، ما يسمح لها بمعالجة ملايين العمليات بشكل متزامن.
التشابك:
يحدث التشابك الكمومي عندما يرتبط نظامان بشكل وثيق لدرجة أن المعرفة بأحدهما يعطيك معرفة فورية بالآخر، بغض النظر عن مدى بُعد كل منهما عن الآخر. تستطيع المعالجات استخلاص استنتاجات حول أحد الجزيئات عن طريق قياس جزيء آخر. على سبيل المثال، يمكنها تحديد أنه إذا كانت هناك وحدة كمومية تدور في الاتجاه الصاعد، فإن الأخرى تدور في الاتجاه الهابط في جميع الأحوال، والعكس صحيح. يسمح التشابك الكمومي لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بحل المشكلات المعقدة بشكل أسرع.
عند قياس الحالة الكمومية، تتداعى الوظيفة الموجية وتقيس الحالة إما بصفر وإما بواحد. وفي هذه الحالة المعروفة أو المحددة، تعمل الوحدة الكمومية عمل الوحدة التقليدية. التشابك هو قدرة الوحدات الكمومية على ربط حالتها بوحدات كمومية أخرى.
عدم التماسك:
عدم التماسك هو فقدان الحالة الكمومية في الوحدة الكمومية. يمكن أن تسبب العوامل البيئية، مثل الإشعاع، تداعي الحالة الكمومية للوحدات الكمومية. وهناك تحدي هندسي كبير يواجه إنشاء كمبيوتر كمومي، ألا وهو تصميم الميزات المختلفة التي تحاول تأخير عدم تماسك الحالة، مثل بناء هياكل متخصصة تحجب الوحدات الكمومية عن المجالات الخارجية.
خاتمة:
ونكون بهذا قد وصلنا الى ختمنا بحثنا الذي تناولنا فيه الحوسبة الكميه وتاريخيه ووحداتها الأساسية ومبادئها ونرجو بإذن الله ان نكون بهذا حققنا المعرفة العلمية والفائدة المطلوبة من هذا البحث
.
المراجع
Rehman, J. (2024, March 27). Advantages and disadvantages of quantum computers – IT Release. IT Release. https://www.itrelease.com/2020/10/advantages-and-disadvantages-of-quantum-computers/
Author.fullName. (n.d.). What is a quantum computer? New Scientist. https://www.newscientist.com/question/what-is-a-quantum-computer/
ما المقصود بالحوسبة الكمومية؟ شرح الحوسبة الكمومية – AWS. (n.d.). Amazon Web Services, Inc. https://aws.amazon.com/ar/what-is/quantum-computing/
ممتاز جداً رائع👍