من قوة تايوان: اختراعها "أصغر حاسوب كمومي"

الخط :
إستمع للمقال
تعتبر تايوان الدولة الأكثر تقدمًا في العالم في مجال أشباه الموصلات ولكن المفاجأة أنها وصلت إلى الحد "المادي" لحجم أصغر حاسوب كمومي في العالم، في مقال لغيوم إيجرون- يوضح هذه القفزة التكنولوجية، ولكن وراءها معادلات سياسية بين الصين والولايات المتحدة لأن الأمر يتعلق بتايوان.
حيث يستخدم هذا الحاسوب كمومي "quantum ordinateur" فوتونًا واحدًا، وهو أصغر موجة ممكنة فيزيائيا.
1 تايوان والتكنولوجيا المتقدمة
لقد حطمت تايوان الآن رقماً قياسيا جديداً، الأمر الذي يعتبر علامة فارقة في تاريخ الحاسوب لأنها وصلت إلى أصغر كمبيوتر كمومي في العالم، جهاز قادر على حل المشكلات المعقدة بفوتون واحد، ويمكنه في النهاية إعادة تعريف تصميم أجهزة الكمبيوتر الكمومية المستقبلية بالكامل.
2 خوارزمية شور وثمرة البحث العلمي
إن هذا الاختراع هو من ثمار جامعة تسينغ هوا الوطنية (NTHU)، حيث كشف فريق من الباحثين عن جهاز كمبيوتر كمومي بحجم صندوق يستخدم فوتونًا عالي الأبعاد لإجراء العمليات الحسابية. ونجح هذا النظام المدمج في تطبيق خوارزمية عالم الرياضيات "شور" المشهورة في الرياضيات المتعلقة بتحليل الأعداد الأولية، وهي مهمة معروفة بتعقيدها ولكنها قفزة في البرمجة في عالم الخوارزميات الجد متقدمة.
3 فكرة مبسطة حول الفوتون.
يمكن اعتبار الفوتون جسيم أولي، فهو يمثل أدنى مكون للضوء (مثل الصبغيات بالنسبة لعالم الأحياء لتقريب الفمرة) وجميع أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي الأخرى. وهي تحمل طاقة كهرومغناطيسية وتتميز بغياب الكتلة الساكنة وثبات سرعتها في الفراغ وهي سرعة الضوء. تعتبرالفوتونات مسؤولة أيضًا عن نقل القوى الكهرومغناطيسية بين الجسيمات المشحونة، ويلعب هذا الجسيم دورًا حاسمًا في الفيزياء، وخاصةً في مجال البصريات؛ وفي مجال الإلكترونيات الكم والاتصالات، وقد تأكد بالأساس، على الأقل في الوضع الحالي لمعرفتنا، من المستحيل تشغيل جهاز كمبيوتر بأقل من ذلك!
4 عقبات تقنية تم التغلب عليها
هناك عقبات تقنية تم التغلب عليها، منها التحديات الكمومية المتمثلة في متطلبات درجات الحرارة المنخفضة وكميات كبيرة من الطاقة، وقد تم تجاوز هذه العقبات ببراعة بواسطة هذا الجهاز، ذلك إن استخدام فوتون واحد لا يوفر الطاقة فحسب، بل يقلل أيضًا من المساحة المطلوبة للأجهزة. وتكون قوة الفوتون المستخدم في هذا الكمبيوتر الكمي بالقدرة على تشفير المعلومات في "32 فترة زمنية" أو أبعاد، مما يوضح قدرة استثنائية على معالجة المعلومات بتنسيق مضغوط للغاية. يوضح هذا التقدم أن الفوتونات مناسبة بشكل خاص لتطوير تقنيات الكم التجارية، وذلك بفضل نطاقها الممتد وحساسيتها المنخفضة للتداخل.
وهو أمر يتجاوز أجهزة الكمبيوتر التقليدية التي تعتمد على الدوائر لمعالجة البيانات، حيث تستخدم في هذا التقدم العلمي التقني الهائل تكنولوجيا الضوئيات والخصائص الكمومية لمعالجة المعلومات ونقلها، مما يتيح طريقة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بإجراء عمليات حسابية أسرع بما يصل إلى 100 مليون مرة من أجهزة الكمبيوتر التقليدية، خاصة في مجالات مثل تحليل الأعداد الكبيرة والبحث في قواعد البيانات الكبيرة.
أظهر استغلال خصائص الفوتونات
من خلال الأبحاث أن معالجة الحالات الكمومية عالية الأبعاد يمكن أن تكون أكثر تعقيدًا من العمل مع الكيوبتات القياسية. ومع ذلك، تثبت هذه الدراسة أن هذه الحالات الزمنية يمكن إعدادها ومعالجتها بكفاءة باستخدام حلقة ألياف ضوئية قابلة للبرمجة، مما يوسع احتمالات استخدام تكنولوجيا الكم في التطبيقات العملية. وقد أكد فريق "NTHU" في مؤتمر صحفي أن جهازهم الكمي يعمل بدون أنظمة التبريد الضخمة اللازمة في العديد من مختبرات الأبحاث الكمومية الأخرى، ويفتح هذا الاكتشاف آفاقًا لتطبيقات مختلفة تتراوح من أمن البيانات إلى الذكاء الاصطناعي، بما في ذلك البحث الطبي وتحسين الخدمات اللوجستية.
والخلاصة التقنية العلمية أن هذا الجهاز سيحدث ثورة في قوة وكفاءة الحاسوب الكمومي، وسيقدم وجهات نظر جديدة للعديد من التطبيقات العلمية والتكنولوجية المستقبلية. إذ يمثل هذا الابتكار تقدمًا كبيرًا في مجال تقنيات التي تعتمد فيزياء الكم.
الوسوم
الجزائر الصين الشعبية المغرب الولايات التحدة الأمريكية تايوان فرنسا