ما هي الحوسبة الكمومية وكيف ستغير من مستقبلنا ؟

يتنافس الباحثون في آي بي إم، جوجل، إنتل، وغيرها من الشركات الكبرى للتكنولوجيا في سباق “تسلح” جديد لبناء جهاز كمبيوتر كمومي مخصص للإنتاج التجاري.

الحواسيب الكمومية موجودة بالفعل في المختبرات ونحن فقط بعيدون بضع سنوات عن ما قد يكون تحول كامل في تكنولوجيا الحوسبة التي تشغل أجهزتنا الالكترونية. (جهاز الكمبيوتر النموذجي مثل الذي داخل الهاتف أو الكمبيوتر المحمول الذي تقرأ عليه هذا المقال هو نظام ثنائي في الأساس يعمل بنمط نعم/لا).

الشيء المهم في برمجة الحواسيب هو كيف يمكن أن تأخذ شيئا أساسي وبسيط مثل رقاقة الكترونية وتنتج شيئا مفيدا مثل مايكروسوفت أوفيس من خلال خلق سلسلة من السيناريوهات. و هذا يعرض مدى فائدة الحوسبة كأداة للبشر لإنجاز المهام.

الحاسوب الكمومي

الحاسوب الكمومي هو مفهوم مختلف تماما و السبب هو أنه لا يستخدم المنطق الثنائي. فطبيعة عمله هي نعم / لا / كلاهما. و عندما يجعل المطور خيار منطقي لا يقتصر على “إذا كان هذا. سيكون هذا”، فإنه يمكن للنظام أن يظيف أيضا “إذا كان هذا، فهاذا – أو كلاهما” وهذا يجعل كل الفرق في العلم.

هناك العديد من الحالات حيث لا يمكن للكمبيوتر التقليدي حل المشكلة على نحو فعال بالطريقة التي نريدها . فعندما نطلب منه حل مشكلة حيث كل إجابة من المرجح أن تكون بنسب متساوية، سيأخذ هذا بعضا من الوقت لتقييم كل احتمال على حدة.

في حين يمكن لأجهزة الحوسبة الكمومية تقييم أكثر من احتمال واحد في وقت واحد، من خلال شيء يسمى “التشابك الكمومي”.

التشابك الكمومي

عندما يتشابك عنصران تحدث ظاهرة : “أن أي شيء يحدث لأحد هذه العناصر يحدث للآخر”. وسمى أينشتاين هذا بـ “spooky action at a distance”. وقد تركزت حصة الأسد من البحوث التي تقوم بها شركات التكنولوجيا في مجال الحوسبة الكمومية منذ 1980 على معرفة كيفية استخدام التشابك الكمومي في مجالات عديدة.

ويجري حاليا بناء الإنترنت الكمومي للمستقبل، مع قيام الباحثين الصينيين بخطوات مذهلة في الاتصالات الكمومية.

و يقول الباحثون أن الإنترنت الكمومي سيكون غير قابل للاختراق لأنه لا يوجد نقل للبيانات. بالطبع سوف تكون نقاط الضعف في التخزين و ستبقى موجودة، ولكن بحلول ذلك الوقت سيتم التعامل مع أمننا من قبل الذكاء الصطناعي على أي حال.

الظواهر الغريبة والرائعة في تقنية التشابك يعني أنه يمكنك وضع البيانات في جانب واحد وستظهر في الجانب الآخر مثل التخاطر “teleportation” فلا يوجد شيء يحوم من خلال الأثير. كل ما يحدث لعنصر واحد متشابك يحدث على الفور للعنصر الآخر.

المستقبل

التكنولوجيا موجودة بالفعل، ولكن هناك العديد من التحديات التي يجب التغلب عليها في الطريق إلى التنفيذ الكامل. أولا الحوسبة الكمومية التي نحن قادرون على تطويرها حاليا لا تزال شبيهة بالحوسبة الثنائية التي نعرفها حيث نحن بحاجة أيضا للتغلب على المخاوف الفيزيائية.

و على الرغم من العديد من المشاكل لكن تبقى التوقعات مبهرة. وتشمل الاستعمالات الأخيرة أول مكالمة فيديو من الفضاء تم تأمينها بواسطة التشفير الكمومي.

و قام عالم صيني بالاتصال عبر الفيديو من بكين مع عالم نمساوي في فيينا. المسافة بين الاثنين كانت أكثر من 4000 ميل. وقد تم إرسال الاتصال إلى قمر صناعي في الفضاء ثم عاد إلى الأرض. وقد اختار العلماء بهذه الطريقة للتحقق من الشبكة الكمومية بسبب مشاكل فقدان الإشارة من خلال الطرق التقليدية لإرسال الفوتونات مثل كابلات الألياف البصرية.

هذه الاتصالات التي تعتمد على التشفير الكمومي سيكون من المستحيل إختراقها باستخدام جهاز كمبيوتر ثنائي. ومن جهة أخرى فإن نجاح الحاسوب الكمومي تجاريا قد يشير إلى نهاية أنظمة التشفير الثنائي.

نظريا يمكن للحاسوب الكمومي ان يكسر تشفير 128 bit تقريبا على الفور باستعمال نفس الطاقة مثل أي نظام حوسبة تقليدي.

ولعل أفضل طريقة للنظر في التغيير الذي تمثله الحوسبة الكمومية هو مقارنتها بالحوسبة الثنائية بالطريقة نفسها التي نقارن بها قدرات جهاز اي فون X مع قدرات جهاز حاسبة “تيمكس” من الثمانينيات.

المصدر

تعليق واحد

    التعليقات معطلة.