أحدث المقالات

تعالوا نعرفكم على#الكمبيوتر_ الكمي.. أو #سيكامور_أو#الكمبيوتر_ العملاق.. والتابع لمحرك البحث غوغل GOOGLE ..والذي حل الـ10 آلاف سنة..قد أصبح متاحاً في 4 دقائق

الكمبيوتر الكمي التابع لغوغل يسمى "سيكامور"
الكمبيوتر الكمي التابع لغوغل يسمى “سيكامور”
ترجمات – أبوظبي

أعد الباحثون في “غوغل” جهاز كمبيوتر يمكنه إجراء عمليات حسابية لا يمكن أن تقوم بها أجهزة الكمبيوتر التقليدية، الأمر الذي وصفه العلماء بإنجاز ما يعرف بـ”التفوق الكمي”.

والحواسيب الكمية هي أجهزة خاصة تجري عمليات حسابية لا يمكن لأي كمبيوتر تقليدي أن يقوم بها، خلال فترة زمنية قصيرة.

ووفقًا لـ”فاينانشيال تايمز”، فإن الكمبيوتر الكمي التابع لغوغل – والمسمى “سيكامور” – اكتشف ما إذا كانت الخوارزمية أنتجت تسلسلًا عشوائيًا من الأرقام.

وبينما استغرق الأمر ثلاث دقائق و20 ثانية للتوصل إلى إجابة عبر الحاسب الكمية، كان أقوى كمبيوتر تقليدي متوفر تجاريًا في حاجة إلى حوالي 10 آلاف عام لحل الخوارزمية.

وقالت صحيفة “فاينانشيال تايمز” إن ورقة أعدها الباحثون من غوغل للإعلان عن الاكتشاف نُشرت لفترة وجيزة على موقع وكالة الفضاء والطيران الأميركية (ناسا) قبل حذفها.

وجاء في ورقة غوغل أن الحواسيب الكمية تستخدم حالات بينية فردية في جسيمات الكم، لتسريع عملية المعالجة في الأجهزة الرقمية.

وتستخدم الحواسيب الكمية مبدأ في فيزياء الكم المرتبطة بما يسمى الظواهر متعددة الأجسام.

وتعد آلية جعل الحل موثوقا وخاليا من الأخطاء قدر الإمكان مشكلةً كبيرة في الحوسبة الكمية، حيث يمكن للحوسبة الكلاسيكية تكرار العمليات للحد من الأخطاء، وهذا ما يستحيل على الحواسيب الكمية القيام به.

ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

ابتكار ينجز مهمة بدقائق تحتاج آلاف السنين من كمبيوتر عملاق

المصدر: العربية.نت – جمال نازي

أعلن علماء غوغل عن ابتكار يمكنهم من إنجاز مهمة، بواسطة أجهزة “الكمبيوتر الكمي” خلال دقائق معدودة فقط، كان يمكن أن يستغرق إكمالها آلاف السنين من خلال أكبر كمبيوتر عملاق تقليدي في العالم، وفقاً لما نشرته مجلة “نيوزويك” الأميركية.

علامة فارقة

يُعرف هذا الإنجاز المتمثل في القدرة على حل شيء لا يمكن لـ “الكمبيوتر الكلاسيكي” أن يحله، في إطار زمني عملي، باسم “التفوق الكمي”، والذي يُعتبر، على نطاق واسع، علامة فارقة هامة في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمية، على الرغم من أنه لا يزال هناك طريق طويل قبل أن تصبح هذه الأجهزة الثورية حقيقة واقعة.

200 ثانية بدلاً 10 آلاف عام

ووفقاً لدراسة نشرت في مجلة Nature العلمية، أكمل الكمبيوتر الكمي مهمة محددة لأخذ العينات في غضون 200 ثانية، في حين أن الكمبيوتر العملاق الحالي الأكثر تطوراً على مستوى العالم ربما يستغرق 10000 عام لأداء نفس المهمة. ولقد أصبح البحث الخاص بالكمبيوتر الكمي متاحاً بعد تسريبه عبر الإنترنت قبل شهر.

يقول ويليام أوليفر، عالم الكمبيوتر بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، والذي لم يشارك في أبحاث غوغل، في مقال نشرته Nature: “إن هذا العرض للتفوق الكمي على الخوارزميات الكلاسيكية الرائدة على أسرع الحواسيب العملاقة في العالم يعد إنجازاً رائعاً، ومعلماً هاماً للحوسبة الكمية يوحي بشكل تجريبي أن أجهزة الكمبيوتر الكمية تمثل نموذجاً للحوسبة، يختلف اختلافاً أساسياً عن أجهزة الكمبيوتر التقليدية”.

طبيعة غير متوقعة لظواهر الكم

تختلف أجهزة الكمبيوتر الكمية عن الأنظمة التقليدية، بمعنى أن تصميمها يسترشد بالظواهر الغريبة الموضحة في ميكانيكا الكم، وهي الأساس النظري للفيزياء الحديثة التي تشرح طبيعة وسلوك المادة والطاقة على المستوى الذري ودون الذري.

وتعني هذه القدرة أن أجهزة الكمبيوتر الكمية تستطيع أداء مهام معينة بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر التقليدية. ولكن يتطلب الوصول إلى تفوق الكم تصميم معالج كمي ثابت، يمكنه أن يبقي معدلات الخطأ منخفضة مع توفير مساحة حسابية كافية لتنفيذ المهام – وهو أمر يصعب تحقيقه للغاية بالنظر إلى الطبيعة غير المتوقعة لظواهر الكم.

إنجاز فريق غوغل

ولكن نجح فريق غوغل، بقيادة جون مارتينيس وسيرجيو بواكسو، في تحقيق تفوق الكم من خلال جهاز الكمبيوتر الكمي، الذي يتكون من 54 كيوبت، وهي وحدات المعلومات الكمية، على الرغم من فشل كيوبت واحد في العمل خلال التجارب – التي تميزت بعمليات تصحيح الخطأ.

ظاهرة محيرة للعقل

ويستغل جهاز الكمبيوتر الكمي لـ”غوغل” مبدأين في ميكانيكا الكم المعروفة باسم التراكب والتشابك، وهى ظاهرة فيزيائية محيرة للعقل تتفاعل فيها أزواج أو مجموعات من الجزيئات الصغيرة مع بعضها البعض بطريقة لم تعد قادرة على وصفها بشكل مستقل، حتى لو كانت مفصولة بمسافات شاسعة – مثل الوجود على جانبي الكون، على سبيل المثال. وعلى الرغم من أهمية أحدث النتائج، يجادل أوليفر بأنه يجب إجراء المزيد من التجارب والأبحاث من أجل جعل أجهزة الكمبيوتر الكمية حقيقة عملية.

تشكيك من المنافسين

كما سارع بعض المنافسين بالتشكيك في هذا الإنجاز الأخير، حيث نشرت مجلة Science ما أعلنته شركة IBM، والتي تعد الشركة صاحبة ابتكار أسرع كمبيوتر عملاق في العالم وهو الجهاز من طراز “ساميت”، بأن شركة غوغل لم تقف بعد بعتبة التفوق الكمي. وتقول شركة IBM إنه من خلال ضبط طفيف لكيفية قيام جهاز Summit بالتعامل مع نفس مهمة أخذ العينات، التي قام جهاز كمبيوتر غوغل الكمي، يمكن للكمبيوتر العملاق التقليدي إكماله في غضون يومين ونصف، وليس 10000 عام.

ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ

معلومات عن الكمبيوتر الكمي

معلومات عن الكمبيوتر الكمي -٢٨ يناير ٢٠٢٠ م

ما هي مكونات الحاسوب الكمبيوتر:

الكمبيوتر هو جهاز يعمل على معالجة المعلومات وتخزينها، وتتعامل معظم أجهزة الكمبيوتر مع الرموز اعتمادًا على القواعد المنطقية؛ وبذلك تُسمى الأجهزة الرقمية، وتكون الرموز الأساسية الرقمية التي تتعامل معها أجهزة الكمبيوتر هي 0 و 1، ويعود تاريخ بدء استخدام الكمبيوتر إلى القرن التاسع عشر، حيث كانت أجهزة الكمبيوتر هي أجهزة ميكانيكية بحتة، ثم بدأ تطوّر الأجهزة في القرن العشرين وأصبحت أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية كثيرة الاستخدام، وأصبح الملايين من المستخدمين في جميع أنحاء العالم يستخدمون أجهزة الكمبيوتر، كما أنّها أحدثت ثورة تكنولوجية في جميع مجالات الحياة، ومع تطور التكنولوجيا أصبح هناك العديد من أنواع الكمبيوترات التي تخدم مجالًا معينًا، وفي هذا المقال سيتم الحديث عن الكمبيوتر الكمي.[١]

الكمبيوتر الكمي يمكن تعريف الكمبيوتر الكمي بأنّه الجهاز الذي يستخدم مبادئ ميكانيكا الكم في القيام بمعالجة البيانات أو المعلومات التي يتم إدخالها في الجهاز، وقد قام العالم الفيزيائي الأمريكي ريتشارد فاينمان في عام 1959م باقتراح تصميم أجهزة كمبيوتر تعمل على مبدأ ميكانيكا الكم، فيكون الجهاز أكثر قوةً في القيام بالعمليات الحسابية المختلفة، فبالمقارنة مع الكمبيوتر الرقمي التقليدي الذي يستخدم النظام الثنائي فيكون الكمبيوتر الرقمي الذي يبلغ حجمه 4 كيلو بايت يحتوي على سجل من 16 رقم مختلف في وقت واحد، أمّا الكمبيوتر الكمي الذي يبلغ حجمه 30 كيلو بايت سوف يعمل ككمبيوتر رقمي حجمه 10تريليونات من البايت؛ أيّ أنّه أسرع من أجهزة الكمبيوتر العملاقة، وذلك بسبب عمل الكمبيوتر الكمي على العديد من القيم على التوازي.[٢]

وفي عام 1985م تطوّرت الحواسيب الكمومية بشكل كبير، وأصبحت التأثيرات الميكانيكية الكمومية التي تقدمها هذه الأجهزة فعالة بشكل كبير وآمنة ومفيدة بالقيام بالحسابات الهائلة بما يُعرف باسم تشفير الكم، ولكن يجب أن يُحافظ الحاسوب الكمي على الترابط بين وحداته المختلفة، كما يجب معرفة الطرق التي يتم بها اكتشاف الأخطاء وتصحيحها في الحاسوب الكمي، وتطوير طرق استخراج المعلومات منها، وقد تم إنشاء أول حاسوب كمومي يمكن تحميل البيانات عليه واستخلاص النتائج في عام 1998م من قِبل كل من إسحاق تشوانغ ونيل غيرشنفيلد ومارك كوبينيك عن طريق حل عدد كبير من جزيئات مادة الكلوروفورم بالماء وتطبيق مجال مغناطيسي للتحكم بدوران نوى الكربون والهيدروجين، كما تم تطبيق نبضات التردد الراديوي لخلق حالات متوازية لتنفيذ الخوارزمية والحصول على النتائج من الحاسوب الكمي، ويمكن استخدام جزيئات أكثر قابلية للمعالجة لتطوير الحواسيب الكمية المُصنّعة.[٢]

حدود سرعة الكمبيوتر الكمي

تعود بداية تاريخ نظرية الكم إلى عام 1927م والتي قام العالم الفيزيائي الألماني هايزنبرغ باكتشاف مبادئها على المستوى الذري ودون الذري، والتي تتجاوز قدرة الدماغ البشري على الفهم الكامل لمثل هذه الظاهرة الفيزيائية، وفي اختراع الكمبيوتر الكمي فإنّ سرعة القيام بالحسابات على هذا الجهاز فائقة جدًا حيث إنّ أطول وقت يكون ربع المليون من الثانية، ولكن يوجد حدّ أقصى للسرعة الكمية يعمل على إبطاء السرعة للحسابات الكمية، وقد تم استخدام أنواع مختلفة من المواد في المجالات الكهربائية والمغناطيسية لتحديد حد السرعة الكمية في ظل ظروف مختلفة، وبعد العديد من الأبحاث لم يتوصل الباحثين إلى ما إذا كان حد السرعة الكمية مرتفعًا جدًا أو لا يمكن تحقيقه، كما أنّ هناك العديد من العوامل البيئية غير المتوقعة التي يمكن أن تُساعد في تسريع العمليات الحسابية الكمية.[٣]

 

تعليقات الفيسبوك

التعليقات مغلقة