مقال – الحوسبة الكمية : الثورة التقنية القادمة
الحاسوب الكمي (quantum computer) هو الحاسوب الذي يستخدم الحالات الكمية للجسيمات الذرية كالفوتونات و الإلكترونات و النقط الكمية لتخزين و تنفيذ العمليات. الحواسيب الكمية مختلفة عن الحواسيب الالكترونية الرقمية الثنائية المستعملة حالياً، حيث تكون كمية البيانات مقاسة بال ‘بت’ (bit) واحد 1 أو صفر 0 المعتمدة على الترانزستور (أو صناعة السيليكون). الجهاز الذي تستعمل في هذه الأثناء لقراءة هذا المقال يستخدم ملايين الترنزستورات و هذا يعتبر حاسوب تقليدي (كلاسيكي) بالمقارنة مع ثورة الحاسوب الكمي.
Quantum computing explained in less than two minutes
الحاسوب الكمي يستعمل ‘كيوبيت’ (qubit اختصاراً ل quantum bit)، فبالإضافة الى استعمال الرموز الرقمية الثنائية (إما الرقم صفر أو واحد) يستعمل حالة التراكب الكمي المكونة من جميع الحالات، وبالتالي فان زوجاً من البت الكمية يستطيع أن يمثل أي تراكب كمي من الحالات الأربعة(2أس2) : <I0,0>, I0,1>, I1,0 أو <I1,1، مما يسمح بتنفيذ عمليات حسابية معقدة و متعددة في وقتٍ واحد. الحاسوب الكمي يعتمد على جميع الحالات الكمية الممكنة و هذا ما يعطي قوة حساب هائلة، فبإستعمال N كيوبيت يمكن ترميز Nأس2 حالة (مقارنةً بN حالة باستعمال الحاسوب الرقمي و لا وجود لحالات متزامنة) و هذا ما يُمكّن الحاسوب من تطبيق الخوارزمية (Algorithm) ل Nأس2 حالة و في نفس الوقت.
يرتبط الحاسوب الكمي بالتكنولوجيا النانومترية و التي تستعمل أنظمة و مكونات نانومترية (1 نانومتر = 1m/1.000.000.000). و يعتبر مجهر المسح النفقي (Scanning Tunneling Microscope) الجهاز الأكثر إستعمالاً لدراسة الحوسبة الكمية من خلال دراسة مثلاً سطح مادة السيليكون (Si) و معالجته بذرة الفوسفور (P) لصناعة الكيوبيت في درجة حرارة تقارب 273- درجة مئوية باستعمال سائل الهيليوم. و تعتبر شركة IBM وD-wave systems (شركة كندية تتعاون مع Google, CIA, NASA, Volkswagen) الرائدتين في هذا المجال حالياً.
سوف يسمح الحاسوب الكمي بتسهيل مجموعة من الحسابات المعقدة أو المستحيلة و في زمن قياسي بالمقارنة مع الحسابات الرقمية المعمول بها حالياً كمحاكاة الظواهر الطبيعة و فك رموزها، فهم التفاعلات الكيميائية و الجزيئيّة، القيادة الذاتية، توقع الطقس و الإظطرابات الجوية، توقع تقلبات البورصة، الكشف المبكر عن السرطان، هندسة أدوية جديدة و فعّالة، تحليل الحمض النووي، حماية الأنظمة و الأجهزة الإلكترونية من هجوم القراصنة، و تطوير الروبوتيك…
و في الأخير وزارة الدفاع الأمريكية (DoD) و المؤسسة الوطنية للعلوم (NSF) تخصص ملايين الدولارات من أجل تطوير هذا المجال ولتكون السباقة في تسويقه. و قد موَّلت مؤخرا مشروع ب 12 مليون دولار لإستعمال الحوسبة الكمية في حماية و تأمين قطاع الإتصالات.
رفيق عدو
للتواصل عبر تويتر
