الفيزياء

السباق على التفوق الكمومي: 7 أسباب تجعل الناس متحمسين جدًا لأجهزة الكمبيوتر الكمومية

السباق على التفوق الكمومي: 7 أسباب تجعل الناس متحمسين جدًا لأجهزة الكمبيوتر الكمومية


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

في خريف العام الماضي ، ربما تكون قد شاهدت عددًا قليلاً من المقالات المتداولة على الإنترنت تعلن أن Google قد حققت تفوقًا كميًا. على الرغم من أن مصطلح التفوق الكمي يبدو وكأنه العنوان الذي تتلقاه بعد الذهاب في سلسلة قتل من عشرة أشخاص خلال حملة خيال علمي متعددة اللاعبين ، فإن فكرة وصول Google إلى التفوق الكمي كانت ، ولا تزال ، تطورًا هائلاً في عالم الحوسبة الكمومية .

بالنسبة للمبتدئين ، فإن التفوق الكمي هو مصطلح يستخدم في عالم الحوسبة الكمومية يصف اللحظة التي يمكن فيها لجهاز كمي قابل للبرمجة حل مشكلة لا يمكن لأي كمبيوتر كلاسيكي حلها بشكل عملي.

في حالة Google ، والتي تم وصفها بتفصيل كبير في ورقتهم المنشورة ، أعلن عملاق البحث أن معالج Sycamore الذي تبلغ سعته 54 كيلوبت كان قادرًا على إجراء عملية حسابية في 200 ثانية من شأنه أن يستحوذ على أقوى كمبيوتر عملاق في العالم 10000 سنة للحل. الآن ، قوبلت لحظة التفوق الكمي لشركة Google ببعض التدقيق والتحديات من المنافسين مثل IBM. ومع ذلك ، رحب مجتمع البحث بشكل عام باللحظة التاريخية لعالم الحوسبة الكمومية. ومع ذلك ، ربما تتساءل عن سبب وجود الكثير من الضجيج المحيط بالحوسبة الكمية ، وما إذا كانت ستؤثر بشكل مباشر على حياتك.

حسنًا ، اليوم أنت محظوظ. سنسلط الضوء على بعض أهم الأسباب التي تجعل الناس متحمسين جدًا للحوسبة الكمية وكيف ستستمر هذه التكنولوجيا الناشئة في تشكيل حياتك قريبًا جدًا. ولكننا قبل الحصول على أنفسنا. قبل أن ننتقل إلى كيفية تأثير الحوسبة الكمومية على العالم ، دعنا نقدم لك مقدمة سريعة عن الحوسبة الكمومية.

بدأت الحوسبة الكمومية في جذب الاهتمام حقًا في عام 1994 ، عندما طور عالم الرياضيات بيتر شور خوارزمية كمومية يمكنها العثور على العوامل الأولية للأعداد الكبيرة بكفاءة ، مما يعني أن هذه الخوارزميات يمكن أن تحل المشكلات في وقت ذي صلة عملية ، وهو أمر يتجاوز القدرة من "الخوارزميات الكلاسيكية الحديثة".

كيف يكون هذا ممكنا؟ تحاول كل من أجهزة الكمبيوتر الكمومية وأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية حل المشكلات ؛ ومع ذلك ، فإن الوسائل التي يتعاملون بها مع البيانات للحصول على إجابات مختلفة تمامًا.

1. تعتمد الحوسبة الكمية على العلم "المخيف"

كما خمنت على الأرجح ، تتطلع الحوسبة الكمومية إلى العالم الكمومي ليعمل ، مدفوعًا بمبدأين من تراكب ميكانيكا الكم والتشابك. يمكن أن يكون التراكب غير متوقع إلى حد ما ، لكنه يتحملنا.

باختصار ، يشير التراكب إلى ظاهرة الكم حيث يمكن للنظام الكمومي أن يوجد في حالات أو أماكن متعددة في نفس الوقت. بمعنى آخر ، يمكن أن يكون الشيء "هنا" و "هناك" ، أو "لأعلى" و "لأسفل" في نفس الوقت. فكر في الأمر على أنه يحتوي على نظام كمبيوتر يمكن أن يكون 1 و 0 في نفس الوقت. يضع هذا المبدأ الإطار العام لمكون المعلومات الأساسي للكمبيوتر الكمومي ، وهو الكيوبت.

تلعب Qubits دورًا مشابهًا للبت في الكمبيوتر. كما هو موضح في Frontiers of Engineering: تقارير عن هندسة Leading-Edge من ندوة 2018 ، "في الحوسبة الكلاسيكية ، البتات هي ترانزستورات يمكن إيقاف تشغيلها أو تشغيلها ، بما يتوافق مع الحالات 0 و 1. في الكيوبتات مثل الإلكترونات ، 0 و 1 تتوافق ببساطة مع حالات مثل مستويات الطاقة الدنيا والعليا التي تمت مناقشتها أعلاه ".

"تتميز الكيوبتات عن البتات الكلاسيكية ، والتي يجب أن تكون دائمًا في حالة 0 أو 1 ، من خلال قدرتها على أن تكون في حالة تراكب مع احتمالات متفاوتة يمكن التلاعب بها عن طريق العمليات الكمية أثناء العمليات الحسابية.

باختصار ، تقوم أجهزة الكمبيوتر الكمومية بإجراء عمليات حسابية بناءً على حالة الكائن الاحتمالي قبل قياسه ، مما يتيح لها القدرة على معالجة المزيد من البيانات بشكل مضاعف مقارنة بأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية. هذا ما يجعل الحوسبة الكمومية مميزة. نظرًا لمبدأ التراكب ، فنحن قادرون على حل مشكلات متعددة بطرق مختلفة.

2. يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية "الاحتفاظ بعدم اليقين" في رؤوسهم

على سبيل المثال ، تخيل أنك طلبت من جهاز كمبيوتر كمي وكمبيوتر كلاسيكي معرفة كيفية الخروج من المتاهة. سيحاول الكمبيوتر التقليدي كل فرع ، مستبعدًا جميع المسارات حتى يجد طريقه للخروج عبر المسار الصحيح. بينما سيحاول الكمبيوتر الكمي جميع المسارات دفعة واحدة. يمكن للحاسوب الكمومي أن "يحمل الشك في رأسه".

سيتم استخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية لمعالجة بعض أهم القضايا في العالم ، بدءًا من الذكاء الاصطناعي إلى الرعاية الصحية. هل أنت متحمس بعد؟

3. سوف تساعدنا الحوسبة الكمية على الدخول في عصر الذكاء الاصطناعي

كما تعلمون بالفعل ، فإن الذكاء الاصطناعي سوف يغير كل جانب من جوانب المجتمع. في الواقع ، لقد رأيت بالفعل تأثير الذكاء الاصطناعي في منازلنا الذكية ، وفي الرعاية الصحية ، وفي وسائل النقل. ومع ذلك ، ما زلنا بعيدين كل البعد عن عالم الذكاء الاصطناعي العام ، الذكاء الاصطناعي الذي يمكنه التفكير والتصرف مثل البشر.

ستوفر الحوسبة الكمية للعالم النامي للذكاء الاصطناعي مزيدًا من القوة الحاسوبية ، والتي بدورها ستؤدي إلى أنظمة ذكاء اصطناعي أكثر قوة يمكنها فهمنا بشكل أفضل ، "تفكر بأنفسهم" ، وتوفر تعلمًا آليًا أكثر كفاءة وتحل المشكلات الصغيرة والكبيرة بشكل أفضل. قد تكون الحوسبة الكمومية هي الدافع الذي نحتاجه لتجاوز الذكاء الاصطناعي الضيق.

4. سيكون لدينا أمن سيبراني أفضل

يعتمد أساس الأمان عبر الإنترنت على تحليل أعداد كبيرة إلى أعداد أولية. كما ذكرنا أعلاه ، فإن أجهزة الكمبيوتر الكمومية ممتازة في هذا. ومع ذلك ، فإن التبني الواسع النطاق لأجهزة الكمبيوتر الكمومية في نهاية المطاف سيجعل أساليب التشفير لدينا عفا عليها الزمن.

يمكن أن تصبح أجهزة الكمبيوتر الكمومية تهديدًا خطيرًا في الأيدي الخطأ. ومع ذلك ، فإن الخبر السار هو أن التكنولوجيا الناشئة تُستخدم أيضًا لتطوير طرق تشفير جديدة وإنشاء اتصال آمن للغاية بفضل خصائص ميكانيكا الكم التي تقود أجهزة الكمبيوتر.

5. يتم بالفعل استخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية لتطوير تقنيات جديدة ومثيرة

هل ستضع يديك على جهاز كمي؟ أو بعض أجهزة كمبيوتر Apple Quantum الجديدة؟ على الأرجح لا. سيتم استخدام الحوسبة الكمية من قبل شركات التكنولوجيا والمؤسسات والبحث والتطوير والمؤسسات المالية وما إلى ذلك. والأكثر من ذلك ، هناك شركات حاليًا تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية.

تستخدمها Google حاليًا لتحسين البرامج الموجودة في المركبات ذاتية القيادة ونمذجة التفاعلات الكيميائية بشكل أفضل. ومع ذلك ، إذا كنت مهتمًا بالتلاعب بجهاز كمبيوتر كمي ، فيمكنك الوصول إلى كمبيوتر IBM الكمي عبر موقع الويب الخاص به ولعب بعض ألعاب الورق معه إذا أردت.

6. توقعات الطقس ستكون أكثر دقة

تنبؤات الطقس دقيقة للغاية ولكن لا تزال بها عيوبها. إن التنبؤ الدقيق بالطقس يتجاوز مجرد مجرد إحضار مظلة لهذا اليوم. يمكن أن يؤثر الطقس بشكل مباشر على نمو الاقتصاد ووظائفه.

وفقًا لكبير الاقتصاديين رودني إف ويهر ، تقريبًا 30% من الناتج المحلي الإجمالي للولايات المتحدة (6 تريليون دولار) يتأثر بشكل مباشر أو غير مباشر بالطقس ، مما يؤثر على إنتاج الغذاء والنقل وتجارة التجزئة ، من بين أمور أخرى. الحوسبة الكمومية ستدخل عصرًا جديدًا في التنبؤ بالطقس والتنبؤ بالكوارث الطبيعية.

7. ستساعدنا الحوسبة الكمومية على ابتكار أدوية أفضل منقذة للحياة

كما ذكرنا سابقًا ، تتمثل إحدى أهم نداءات الحوسبة الكمومية في قدرتها على تحليل مواقف لا حصر لها في نفس الوقت لتوفير حل. تتطلب الأبحاث الدوائية النشطة من الكيميائيين تقييم التفاعلات بين الجزيئات والبروتينات والمواد الكيميائية لمعرفة ما إذا كانت الأدوية ستحسن ظروفًا معينة أو تعالج الأمراض.

ومع ذلك ، كما يمكنك أن تتخيل ، هناك عدد هائل من التركيبات التي تحتاج إلى التحليل. يمكن للحوسبة الكمومية أن تقطع هذا المنحنى إلى النصف ، مما يساعد الكيميائيين على اكتشاف خيارات الأدوية القابلة للتطبيق بشكل أسرع. أكثر من ذلك ، يمكن أن تساعد الحوسبة الكمومية في تقليل الوقت اللازم لتطوير علاجات دوائية مخصصة.

الى المستقبل

هناك الكثير من الأسباب التي تجعل الناس متحمسين للحوسبة الكمومية. ومع ذلك ، لا تتوقع أن ترى التكنولوجيا معلقة حول منزلك. سيتم الشعور بآثار الحوسبة الكمومية من خلال تحسين نوعية الحياة للناس في جميع أنحاء العالم من خلال إنشاء تقنيات أفضل. هل يجب أن تكون متحمسًا؟ بالطبع. كما صرحت نيلا لودلو ، "تعد الحوسبة الكمومية بأن تكون تقنية تخريبية مع مثل هذه التحسينات الدراماتيكية في السرعة بحيث يمكن حل الحلول الحقيقية للمشاكل الصعبة في ساعات وأيام."

"ستستغرق هذه المشكلات نفسها مئات السنين لحلها على أفضل حواسيبنا الفائقة ، والمعروفة باسم الكمبيوتر الكلاسيكي ، من خلال إجبارهم على البحث عن جميع الحلول الممكنة."


شاهد الفيديو: الحواسيب الكمية - تكنولوجيا المستقبل (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Bannruod

    في رأيي ، إنه مخطئ. أنا متأكد. أقترح مناقشته. اكتب لي في رئيس الوزراء ، تحدث.

  2. Argo

    أشارك رأيك تمامًا. الفكرة جيدة ، أنا أؤيدها.

  3. Devere

    إنها الإجابة القيمة

  4. Welford

    أحسنت ، فكرتك جيدة جدا

  5. Brunon

    في هذا لا شيء هناك فكرة جيدة. جاهز لدعمك.

  6. Caffar

    الجودة طبيعية ، اعتقدت أن الأمر سيكون أسوأ ، لكنني كنت مخطئًا وأنا سعيد بذلك)



اكتب رسالة