حاسوب كمومي
17-11-2012, 04:32 PM
بسم الله الرحمان الرحيم
السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
الحاسوب الكمومي هو حاسوب نظري، يعني عتاده المادي Hardware من وحدة إدخال ووحدة معالجة مركزية ووحدة إخراج ، مازال في المختبرات العلمية قيد التطوير
ويوصف بالكمومي Quantum لأنه يعتمد على حالات تراكب superposition
حالتي سبين الالكترون ( أو تراكب حالتي أي نظام كمومي…) فيما يسمى البتات الكموميةQuantum bits –Qubits
حالتي سبين الالكترون ( أو تراكب حالتي أي نظام كمومي…) فيما يسمى البتات الكموميةQuantum bits –Qubits
وهذا يخالف تماما حالتي البتات الثنائية Binary bits التي تعبر فقط عن إحدى الحالتين المنطقيتين 0 أو 1 في الحاسوب المتداول بين أيدينا (الكلاسيكي)
علاقة الحاسوب الكمومي بالفيزياء حيث يعتبر مبدأ التراكب
Superposition principle من أهم مباديء الفيزياء الكمومية ، ودراسات الحاسوب الكمومي تدخل في فرع حديث يدعى البصريات الكمومية (أنصحكم بعدم محاولة فهم فيزياء الكم لأن الأمور ستختلط عليكم بمجرد الإطلاع على معادلاته المعقدة)
Superposition principle من أهم مباديء الفيزياء الكمومية ، ودراسات الحاسوب الكمومي تدخل في فرع حديث يدعى البصريات الكمومية (أنصحكم بعدم محاولة فهم فيزياء الكم لأن الأمور ستختلط عليكم بمجرد الإطلاع على معادلاته المعقدة)
ذكرت سابقا عن الحاسوب الكمومي Quantum computer أنه لم يصنع بعد، ويختلف عن حواسيبنا المعروفة Classical computer بتعامله مع البيانات على شكل بتات كمومية quantum bits (تراكب حالتي 0و1)وليس بتات ثنائية binary bits(حالتي 0و1 فقط).
هناك بعض المهام التي يتفوق فيها الحاسوب الكمومي على الكلاسيكي، سأبينها ببعض الأمثلة التالية:
البحث في قاعدة بيانات دليل هاتف يحوي مليون اسم مرتبة هجائيا ومرفقة بعناوين أصحابها: تحتاج هذه المهمة إلى 1000 عملية فقط بالحاسوب الكمومي ، في حين تحتاج بوساطة الحاسوب الكلاسيكي إلى 500000 عملية
البحث في قاعدة بيانات دليل هاتف يحوي مليون اسم مرتبة هجائيا ومرفقة بعناوين أصحابها: تحتاج هذه المهمة إلى 1000 عملية فقط بالحاسوب الكمومي ، في حين تحتاج بوساطة الحاسوب الكلاسيكي إلى 500000 عملية
) نظام الكتابة السرية (التشفير أو التكويد) في الأنظمة المالية والحكومية والعسكرية يكاد يستحيل كشفه بالطريقة الكمومية خلافا للطريقة الكلاسيكية المتداولة حاليا(من هنا جاء الاهتمام بموضوع الحوسبة الكمومية)
يمكن بعدد محدود من البتات الكمومية 1000الكترون فقط(500سبين علوي يتراكب مع 500 سبين سفلي) أن نحصل على ما يقارب 10^300 حالة كمومية تمثل حلول محتملة لحالة الطقس، وهذا لا يستطيعه الحاسوب الكلاسيكي سواء من جهة تخزين متغيرات حالة الطقس أو من جهة حالات التنبؤ به
.
يمكن بعدد محدود من البتات الكمومية 1000الكترون فقط(500سبين علوي يتراكب مع 500 سبين سفلي) أن نحصل على ما يقارب 10^300 حالة كمومية تمثل حلول محتملة لحالة الطقس، وهذا لا يستطيعه الحاسوب الكلاسيكي سواء من جهة تخزين متغيرات حالة الطقس أو من جهة حالات التنبؤ به
.خلاصة ما سبق: الحاسوب الكمومي ما زال قيد التطوير في المخابر ويمتاز بما يلي:
1) يتعامل مع البيانات على شكل كيوبتات qubits (تراكب حالتين منطقيتين 0و1)، وليس بتات bits (حالتين 0و1 فقط)كما في الحاسوب الكلاسيكي المتداول بين أيدينا.
2) يتفوق جزئيا فقط على أقوى حواسيبنا بشكل فائق في بعض المسائل مثل نظام الترميز السري في الأنظمة المالية والحكومية والعسكرية.
1) يتعامل مع البيانات على شكل كيوبتات qubits (تراكب حالتين منطقيتين 0و1)، وليس بتات bits (حالتين 0و1 فقط)كما في الحاسوب الكلاسيكي المتداول بين أيدينا.
2) يتفوق جزئيا فقط على أقوى حواسيبنا بشكل فائق في بعض المسائل مثل نظام الترميز السري في الأنظمة المالية والحكومية والعسكرية.
بقي أن نتساءل عن تصنيعه ، وهنا يمكن أن نقول : إذا كانت اللبنة الأساسية في بناء حواسيبنا الكلاسيكية هي رقاقة شبه موصل semiconductor chip (لازمة للدارات المنطقية والمتكاملة ) فإن اللبنة الأساسية في بناء الحاسوب الكمومي هي رقاقة موصل فائق superconductor chip أصبحت قريبة المنال بعد تمكن فريقي علماء من جامعتي يل Yale وكلفورنيا California ( منذ أيام فقط ) من تصنيع ثلاثة أنظمة دارات متشابكة entangled (خاصية تسمح بتوصيل الكيوبتات مع بعضها ) وهو الحد الأدنى اللازم لتشغيل الحاسوب الكمومي والذي يحتاج لآلاف من هذه الدارات ، وهذا تحدي تكنولوجي يخوضه العلماء المختصون في هذا المجال حاليا
أرجوا أن تكونوا قد أخدتم على الأقل فكرة عامة
.gif "8")
