الحزب الحاكم في البرازيل: المخطط المغربي للحكم الذاتي في الصحراء يرتكز على مبادئ الحوار والقانون الدولي ومصالح السكان    تنسيقية الصحافة الرياضية تدين التجاوزات وتلوّح بالتصعيد        وزارة الإقتصاد والمالية…زيادة في مداخيل الضريبة    جوائز الكاف: المغرب حاضر بقوة في الترشيحات لفئات السيدات        عجلة البطولة الاحترافية تعود للدوران بدابة من غد الجمعة بعد توقف دام لأكثر من 10 أيام    "ديربي الشمال"... مباراة المتناقضات بين طنجة الباحث عن مواصلة النتائج الإيجابية وتطوان الطامح لاستعادة التوازن    الجديدة: توقيف 18 مرشحا للهجرة السرية    السلطات المحلية تداهم أوكار "الشيشا" في أكادير    مشاريع كبرى بالأقاليم الجنوبية لتأمين مياه الشرب والسقي    نقابة تندد بتدهور الوضع الصحي بجهة الشرق    اسبانيا تسعى للتنازل عن المجال الجوي في الصحراء لصالح المغرب        أنفوغرافيك | يتحسن ببطئ.. تموقع المغرب وفق مؤشرات الحوكمة الإفريقية 2024    بعد تأهلهم ل"الكان" على حساب الجزائر.. مدرب الشبان يشيد بالمستوى الجيد للاعبين    رودري: ميسي هو الأفضل في التاريخ    ارتفاع أسعار النفط وسط قلق بشأن الإمدادات جراء التوترات الجيوسياسية    الذهب يواصل مكاسبه للجلسة الرابعة على التوالي    سعر البيتكوين يتخطى عتبة ال 95 ألف دولار للمرة الأولى    استئنافية ورزازات ترفع عقوبة الحبس النافذ في حق رئيس جماعة ورزازات إلى سنة ونصف    "لابيجي" تحقق مع موظفي شرطة بابن جرير يشتبه تورطهما في قضية ارتشاء    الشرطة الإسبانية تفكك عصابة خطيرة تجند القاصرين لتنفيذ عمليات اغتيال مأجورة    البابا فرنسيس يتخلى عن عُرف استمر لقرون يخص جنازته ومكان دفنه    مقتل 22 شخصا على الأقل في غارة إسرائيلية على غزة وارتفاع حصيلة الضربات على تدمر السورية إلى 68    مدرب ريال سوسيداد يقرر إراحة أكرد    ترامب ينوي الاعتماد على "يوتيوبرز وبودكاسترز" داخل البيت الأبيض    الحكومة الأمريكية تشتكي ممارسات شركة "غوغل" إلى القضاء    8.5 ملايين من المغاربة لا يستفيدون من التأمين الإجباري الأساسي عن المرض        حادثة مأساوية تكشف أزمة النقل العمومي بإقليم العرائش    من شنغهاي إلى الدار البيضاء.. إنجاز طبي مغربي تاريخي    المركز السينمائي المغربي يدعم إنشاء القاعات السينمائية ب12 مليون درهم    انطلاق الدورة الثانية للمعرض الدولي "رحلات تصويرية" بالدار البيضاء    تشكل مادة "الأكريلاميد" يهدد الناس بالأمراض السرطانية        اليسار الأميركي يفشل في تعطيل صفقة بيع أسلحة لإسرائيل بقيمة 20 مليار دولار    شي جين بينغ ولولا دا سيلفا يعلنان تعزيز العلاقات بين الصين والبرازيل    الأساتذة الباحثون بجامعة ابن زهر يحتجّون على مذكّرة وزارية تهدّد مُكتسباتهم المهنية        جائزة "صُنع في قطر" تشعل تنافس 5 أفلام بمهرجان "أجيال السينمائي"    بلاغ قوي للتنسيقية الوطنية لجمعيات الصحافة الرياضية بالمغرب    الحكومة تتدارس إجراءات تفعيل قانون العقوبات البديلة للحد من الاكتظاظ بالسجون        منح 12 مليون درهم لدعم إنشاء ثلاث قاعات سينمائية        تفاصيل قضية تلوث معلبات التونة بالزئبق..    دراسة: المواظبة على استهلاك الفستق تحافظ على البصر    من الحمى إلى الالتهابات .. أعراض الحصبة عند الأطفال    فعاليات الملتقى الإقليمي للمدن المبدعة بالدول العربية    أمزيان تختتم ورشات إلعب المسرح بالأمازيغية    اليونسكو: المغرب يتصدر العالم في حفظ القرآن الكريم    "من المسافة صفر".. 22 قصّة تخاطب العالم عن صمود المخيمات في غزة    روسيا تبدأ الاختبارات السريرية لدواء مضاد لسرطان الدم    بوغطاط المغربي | تصريحات خطيرة لحميد المهداوي تضعه في صدام مباشر مع الشعب المغربي والملك والدين.. في إساءة وتطاول غير مسبوقين !!!    في تنظيم العلاقة بين الأغنياء والفقراء    غياب علماء الدين عن النقاش العمومي.. سكنفل: علماء الأمة ليسوا مثيرين للفتنة ولا ساكتين عن الحق    سطات تفقد العلامة أحمد كثير أحد مراجعها في العلوم القانونية    







شكرا على الإبلاغ!
سيتم حجب هذه الصورة تلقائيا عندما يتم الإبلاغ عنها من طرف عدة أشخاص.



الكمبيوتر الكمّي سيغير شكل العالم كما نعرفه
نشر في كشـ24 يوم 24 - 01 - 2018

أجهزة الكمبيوتر الكمية هي آلات قوية بشكل لا يصدق، إذ تتميز بكونها تأخذ نهجاً جديداً تماماً لمعالجة المعلومات.
هذه الأجهزة مبنية على مبادئ ميكانيكا الكم، لذلك فإنها تعتمد على قوانين معقدة.
سنحاول تبسيط الأمر أكثر .. النظام الرقمي المستخدم حالياً في جميع الإلكترونيات يعتمد على "النظام الثنائي"، وهو المكون من الرقمين (صفر وواحد) فقط. ففي أجهزة الكمبيوتر العادية التي نستخدمها الآن، لا يوجد لدينا سوى خيارين: التشغيل أو الإطفاء (on and off) لمعالجة المعلومات.
وبالتالي فإن أصغر وحدة يمكن إضافة المعلومات والبيانات إليها، والتي يطلق عليها اسم "بايت"، إما أن تكون "1" أو "0". وحتى يمكننا التعبير عن الرقم خمسة مثلاً، فإننا نقوم بإدخاله إلى الحاسوب على صورة (101).
وتعتمد القوة الحسابية للكمبيوتر العادي هنا على عدد الترانزستورات الثنائية -مفاتيح التشغيل والإطفاء الصغيرة- التي تأتي ضمن المعالج أو البروسيسور. على سبيل المثال تنتج شركة "إنتل" الآن معالجاً مكوناً من 5 مليارات ترانزستور، وهو ما يعني قوة أداء مرتفعة جداً، لكن هذا المعالج يظل مقيداً بالنظام الثنائي.
بينما في النظام الكمي، فإننا سنعتمد على الدمج بين مفهوم الجزيئات ومفهوم الموجات، فيما يعرف بالطبيعة المزدوجة للإلكترونات، كما يدخل معها مبدأ عدم التأكد للعالم هايزنبرغ، الذي تعتمد عليه ميكانيكا الكم.
لا بد أن يتكون الحاسوب الكمي من مكونات إلكترونية صغيرة جداً، تماثل الذرات المنفردة حجماً. وبالتالي ستخضع هذه المكونات ذات الأحجام الصغيرة جداً لقوانين ميكانيكا الكم.
ففي عالم الجزيئات الأصغر من الذرة، الخاص بميكانيكا الكم، يمكن للجسيمات المادية (مثل الإلكترونات) أن تتصرف مثل الموجات، وبالتالي يمكنها التصرف كجسيم مادي أو موجة أو كلاهما، وهو ما يعرف في ميكانيكا الكم باسم "التراكب". ونتيجة لهذا التراكب يمكن أن يكون ال"بايت" (سنسميه كيوبايت في حالة الحواسيب الكمية)، إما 0 أو 1 أو 0 و1 معاً.
هذا يعني أن كل بايت يمكن أن يكون معادلتين في نفس الوقت، وسيستطيع 2 كيوبايت تكوين 4 معادلات، وسيستطيع ثلاثة كيوبايت تكوين 8 معادلات، وهكذا حتى نصل إلى أعداد كبيرة جداً، بالإضافة لبعض المفاهيم العلمية التي قد لا تستوعبها عقولنا بسهولة.
الحوسبة الكمية
يعود تاريخ مفهوم الحوسبة الكمية إلى عدد من الأفكار خلال فترة الثمانينات من القرن الماضي، التي تبناها العالم ريتشارد فاينمان، عالم الفيزياء النظرية الأميركي، الحائز جائزة نوبل. فقد تصور فاينمان أن هذا المفهوم يمكن أن يؤدي إلى زيادة في سرعة الحواسيب الكمية بشكل كبير، لكن المفهوم ظل في نطاق الفيزياء النظرية.
الفكرة في الحوسبة الكمية أن التعامل مع البيانات لن يكون مقيداً بالصفر والواحد فقط، لكنه سيعتمد على فكرة الاحتمالات الخاصة بمبدأ عدم التأكد، وبالتالي سيكون لدينا عدد غير محدود من الخيارات.
من خلال تسخير هذا السلوك الطبيعي، يمكن للحوسبة الكمية تشغيل أنواع جديدة من الخوارزميات لمعالجة المعلومات بشكل أكثر شمولية. ويمكن أن تؤدي في يوم من الأيام إلى اختراقات ثورية في المواد واكتشاف العقاقير، والاستفادة المثلى من النظم المعقدة التي صنعها الإنسان، والذكاء الاصطناعي. نحن نتوقع من هذه التقنية أن تفتح الأبواب التي كنا نعتقد أنها ستبقى مغلقة لأجل غير مسمى.
حتى يمكنك فقط استيعاب ما نحن مقدمون عليه، فإن جهازاً واحداً من أجهزة الكمبيوتر الكمية يمكن أن يساوي جميع أجهزة الحاسوب الموجودة على كوكب الأرض الآن. هذا بالإضافة إلى أننا سنتمكن من صناعة أجهزة حاسوب أقل قليلاً مما لدينا فيما يتعلق بالحجم. تخيل أن تملك حاسوباً بحجم كف اليد، ويمكنه أن يدير مدينة كاملة إلكترونياً.
لماذا نحتاج إلى هذه الأجهزة؟
سنتحدث عن الأمر من جانبين، العام والشخصي. ففي عالم حيث نعتمد بشكل متزايد على الحوسبة، لتبادل المعلومات وتخزين البيانات، تبدو فكرة العيش دون أجهزة الكمبيوتر مربكة وغير ممكنة.
ولكن إذا واصلنا اتباع الاتجاه القائم منذ ظهور أول جهاز كمبيوتر، فإننا بحلول عام 2040 لن تكون لدينا القدرة على تشغيل جميع الآلات في جميع أنحاء العالم، وفقاً لتقرير صدر مؤخراً عن رابطة صناعة أشباه الموصلات.
ولمنع ذلك، تركز صناعة الحواسيب حالياً على إيجاد طرق لجعل الحوسبة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، ولكن أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية محدودة بسبب الحد الأدنى من الطاقة الذي تحتاجه لأداء عملية واحدة.
هذا الحد الأدنى من الطاقة أطلق عليه اسم "حد رولف لانداور" على اسم العالم الخبير في مختبرات IBM، الذي وجد في عام 1961 أنه في أي جهاز كمبيوتر، كل عملية بايت واحد يجب لها استخدام الحد الأدنى المطلق من الطاقة. وتمكن لانداور من حساب الحد الأدنى من الطاقة المطلوبة لتشغيل الحاسوب.
الحوسبة الكمية ستستفيد من قدرة الجسيمات دون الذرية على التواجد في أكثر من مكان في نفس اللحظة. وبسبب هذه الطريقة التي يتصرف بها أصغر الجسيمات، يمكن القيام بالعمليات بسرعة أكبر، واستخدام طاقة أقل من أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية.
وقد تفكك هذه النظم الكمية تعقيدات التفاعلات الجزيئية والكيميائية، لتؤدي إلى اكتشاف أدوية ومواد جديدة. ويمكن أن تمكن هذه الخدمات من توفير الخدمات اللوجستية فائقة الكفاءة، مثل تحسين عمليات تسليم البضائع خلال موسم العطلات. وقد تساعدنا في إيجاد طرق جديدة لنمذجة البيانات المالية وعزل عوامل الخطر العالمية الرئيسية لتحقيق استثمارات أفضل.
بل إنها قد تزيد قدرة الذكاء الاصطناعي على التعلم السريع، وبالتالي نخلق آلات وروبوتات قوية تتعلم ذاتياً.
بكلمات أخرى، فإن حياة كل إنسان على سطح هذا الكوكب قبل تخليق أول كمبيوتر كمي لن تكون أبداً مثل الحياة بعده..الآن الحياة ستتغير إلى الأبد.
على المستوى الشخصي، ستغير هذه الحواسيب من الإدراك العقلي للإنسان بشكل كامل، فكما أن الإنسان قبل نشأة الحاسوب يختلف عن الإنسان بعد وجوده، فإننا سنستطيع القول بمنتهى الثقة هذا هو إنسان ما بعد الحواسيب الكمية، الذي يختلف عما قبلها. ستظهر لك تطبيقات وبرامج مغايرة تماماً لما تعودت عليه، وستتعامل مع لغات برمجة مختلفة، وكل هذا سينعكس في طفرة تكنولوجية هائلة يمكن أن تشهدها هواتفك المحمولة واستخدامات الذكاء الصناعي لإدارة حياتك.
عوائق ومحاولات للحل
عام 2016، وجد فريق علماء من جوجل وناسا، أن الكمبيوتر الكمي من نوع "D-wave quantum computer" كان 100 مليون مرة أسرع من الكمبيوتر التقليدي. لكن المشكلة هي أن نقل الحوسبة الكمية إلى النطاق الصناعي هو أمر صعب، وقد يستغرق سنوات عديدة.
وأعلنت شركة IBM عام 2017، أن أحد أقسامها يعمل على تطوير أجهزة كمبيوتر كمية يمكن بيعها تجارياً خلال السنوات القادمة. في حين أن الباحثين في جوجل يقولون إن الشركة يمكن أن تبدأ في تحقيق تقدم فيما يتعلق بعناصر تكنولوجيا الكمبيوتر الكمية خلال السنوات الخمس المقبلة.
السبب الرئيسي الذي يجعل تصنيع أجهزة الكمبيوتر الكمية صعباً جداً هو أن العلماء لا يزالون لم يجدوا وسيلة بسيطة للسيطرة على أنظمة معقدة من البايتات.
وربما تكون هذه الأجهزة قد أخذت خطوة أقوى للخروج من عالم المختبرات إلى العالم الحقيقي، وذلك بعد أن انضمت شركات سامسونغ ودايملر وهوندا ومورغان تشيس وباركليز وغيرها إلى جهاز IBM الذي تطوره الشركة.
آخر التطورات الهامة في هذا المجال هو ما حدث في منتصف شهر ديسمبر/كانون الأول 2017، عندما تمكنت مجموعة من الباحثين من إعادة تصوير المعالجات الدقيقة السيليكونية التي نعرفها حالياً، من أجل إنشاء تصميم كامل لشريحة كمبيوتر كمي، التي يمكن تصنيعها باستخدام مكونات وعمليات متاحة صناعياً في الوقت الحالي.
ويوضح تصميم الرقاقة الجديدة، الذي نشر بالتفصيل في مجلة Nature Communications، أن البنية المعمارية الجديدة تسمح بإجراء عمليات حسابية كمية باستخدام مكونات أشباه الموصلات الحالية المعروفة باسم CMOS complementary metal-oxide-semiconductor، وهي أساس جميع الرقاقات الإلكترونية الحديثة.
وقال رئيس الفريق البحثي في مركز التميز في مجال الحوسبة الكمية وتكنولوجيا الاتصالات (CQC2T): "كثيراً ما نفكر في أن الهبوط على سطح القمر كان أعظم أعجوبة تكنولوجية في البشرية. ولكن إنشاء رقاقة المعالجات الدقيقة مع مليار جهاز تعمل معاً مثل السيمفونية التي يمكنك حملها في جيبك، هو بالفعل إنجاز مذهل قد يؤدي إلى ثورة في الحياة الحديثة".


انقر هنا لقراءة الخبر من مصدره.