لجنة الصحافة توضح بشأن معتقلين    مجلس الحكومة يصادق على مشروع مرسوم بشأن تحديد قائمة أنشطة الشركات الصناعية للاستفادة من الإعفاء المؤقت من الضريبة    تعيين منير بغداد مديرا جديدا للمدرسة الوطنية للهندسة المعمارية بتطوان    وفد من رجال الأعمال الفرنسيين يزور مشاريع هيكلية بجهة الداخلة-وادي الذهب    بالفيديو.. محمد شوكي يدافع عن مشروع قانون المالية ضد "خطاب التضليل"        الحكومة تعلن استيراد 20 ألف طن من اللحوم الحمراء المجمدة    مكتب الجامعة الحرة للتعليم بالناظور يستنكر حملة التشهير ضد أطر إدارية بالمديرية الإقليمية        المنتخب المغربي يخوض آخر حصة تدريبية مساء اليوم الخميس تأهبا لمواجهة الغابون    الروائي والمسرحي عبد الإله السماع في إصدار جديد    ملتقى الزجل والفنون التراثية يحتفي بالتراث المغربي بطنجة    نشرة إنذارية…هبات رياح قوية على المرتفعات التي تتجاوز 1500 متر اليوم وغدا بعدد من أقاليم المملكة    خلال 24 ساعة .. هذه كمية التساقطات المسجلة بجهة طنجة    نشرة إنذارية.. هبات رياح قوية مع تطاير للغبار مرتقبة اليوم الخميس وغدا الجمعة بعدد من أقاليم المملكة    الإعلان عن العروض المنتقاة للمشاركة في المسابقة الرسمية للمهرجان الوطني للمسرح            تايسون يعود إلى الحلبة في سن ال 58 لمنازلة "يوتيوبر" يصغره ب 31 عاما    اجتماع موسع بمقر ولاية جهة مراكش آسفي حول إنطلاق أشغال تهيئة حي جليز        معدل الإصابة بمرض السكري تضاعف خلال السنوات الثلاثين الماضية (دراسة)    تمديد آجال إيداع ملفات الترشيح للاستفادة من دعم الجولات المسرحية    توقعات احوال الطقس.. ارتفاع درجات الحرارة بمنطقة الريف    "الاتحاد الاشتراكي" يتهم الحكومة بالضغط على البرلمان من أجل الإسراع غير المبرر في مناقشة مشروع قانون المالية    مركز إفريقي يوصي باعتماد "بي سي آر" مغربي الصنع للكشف عن جدري القردة    الاحتيال وسوء استخدام السلطة يقودان رئيس اتحاد الكرة في جنوب إفريقا للاعتقال    الدولة الفلسطينية وشلَل المنظومة الدولية    عودة ترامب الهوليودية و أفول الحلم الأمريكي ..    أسعار النفط تنخفض بضغط من توقعات ارتفاع الإنتاج وضعف الطلب    إطلاق برنامج دعم السكن القروي وتقليص الفوارق المجالية لعام 2025    خلال 10 أشهر.. القيمة التسويقية لمنتجات الصيد الساحلي والتقليدي تفوق 9 مليارات بالمغرب    عواصف جديدة في إسبانيا تتسبب في إغلاق المدارس وتعليق رحلات القطارات بعد فيضانات مدمرة    "هيومن رايتس ووتش": التهجير القسري الممنهج بغزة يرقي لتطهير عرقي        حفل توزيع جوائز صنّاع الترفيه "JOY AWARDS" يستعد للإحتفاء بنجوم السينماوالموسيقى والرياضة من قلب الرياض    نيوم تستضيف ختام الجولة العالمية FIBA 3x3 وتتوج فريق ميامي باللقب    إسرائيل تقصف مناطق يسيطر عليها حزب الله في بيروت وجنوب لبنان لليوم الثالث    فرنسا.. الادعاء يطلب حبس مارين لوبان وحرمانها من المناصب العامة لمدة خمس سنوات    اليوم العالمي للسكري .. فحوصات وقائية للكشف المبكر عن المرض    هذه أسعار أهم العملات الأجنبية مقابل الدرهم    بعد السيارات والطائرات .. المغرب يستعد لدخول غمار تصنيع القطارات    غينيا الاستوائية والكوت ديفوار يتأهلان إلى نهائيات "كان المغرب 2025"    الجيش الملكي يمدد عقد اللاعب أمين زحزوح    كيوسك الخميس | المناطق القروية في مواجهة الشيخوخة وهجرة السكان    استمرار انقطاع الأدوية القلب يثير القلق بين المرضى والصيادلة في المغرب    ترامب يعين ماركو روبيو في منصب وزير الخارجية الأمريكي    غارة جديدة تطال الضاحية الجنوبية لبيروت    أكاديمية المملكة تفكر في تحسين "الترجمة الآلية" بالخبرات البشرية والتقنية    "الفعل الاجتماعي" في المغرب .. مسؤولية الحكومة وانتظارات المواطن    الناقد المغربي عبدالله الشيخ يفوز بجائزة الشارقة للبحث النقدي التشكيلي        إفريقيا تعتمد اختبار "بي سي آر" مغربي الصنع للكشف عن جدري القردة    غياب علماء الدين عن النقاش العمومي.. سكنفل: علماء الأمة ليسوا مثيرين للفتنة ولا ساكتين عن الحق    جرافات الهدم تطال مقابر أسرة محمد علي باشا في مصر القديمة    سطات تفقد العلامة أحمد كثير أحد مراجعها في العلوم القانونية    كيفية صلاة الشفع والوتر .. حكمها وفضلها وعدد ركعاتها    مختارات من ديوان «أوتار البصيرة»    







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.