كيفية الحوسبة الكمومية ولماذا التحدي بسماتها القوية؟/ أبوذر الجبوري - ت: من اليابانية أكد الجبوري

أكد الجبوري

الحوار المتمدن-العدد: 8279 - 2025 / 3 / 12 - 09:06
المحور: الادب والفن
    

مدخل تجريدي؛
"الحوسبة الكمومية ليست مجرد تطور للتكنولوجيا؛ بل هي ثورة من شأنها أن تغير الطريقة التي نحل بها أكثر مشاكل البشرية تعقيدًا".()

تُعد الحوسبة الكمومية واحدة من أكثر التقنيات الواعدة والمثيرة للاضطراب في القرن الحادي والعشرين. على عكس أجهزة الكمبيوتر التقليدية، التي تستخدم البتات لمعالجة المعلومات، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية وحدات البت الكمومية، والتي يمكن أن توجد في حالات متعددة في وقت واحد. وفقًا لشركة آي بي أم، "هذا يسمح لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بحل المشكلات التي يكاد يكون من المستحيل حلها بالنسبة للأجهزة الكلاسيكية"(). ولكن كيف تعمل هذه التقنية بالضبط ولماذا هي قوية جدًا؟

- ما هي الحوسبة الكمومية؟؛
تعتمد الحوسبة الكمومية على مبادئ ميكانيكا الكم، وهو فرع من الفيزياء يدرس سلوك الجسيمات على المستوى دون الذري. على عكس البتات الكلاسيكية، والتي يمكن أن تكون إما 0 أو 1، يمكن أن تكون البتات الكمومية في حالة تراكب، أي أن تكون 0 و1 في نفس الوقت. يوضح جون بريسكيل (1953-)()، وهو عالم فيزياء في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك): "يسمح هذا التراكب لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بإجراء حسابات متعددة في وقت واحد، مما يجعلها أسرع بشكل كبير".

- قوة الكيوبتات؛
تكمن القوة الحقيقية للحوسبة الكمومية في قدرتها على معالجة المعلومات بالتوازي. في حين أن الكمبيوتر الكلاسيكي يجب أن يقوم بتقييم كل احتمال على حدة، فإن الكمبيوتر الكمومي يمكنه تقييم جميع الاحتمالات في نفس الوقت. وقد برهنت غوغل على هذه الميزة في عام 2019، عندما نجح حاسوبها الكمي "سايكمور" في حل مشكلة في 200 ثانية، وهو ما كان سيستغرق من أقوى حاسوب عملاق في العالم 10 آلاف عام لحلها(). وقال الرئيس التنفيذي لشركة غوغل، سوندار بيتشاي (1972-)(): "يمثل هذا الإنجاز، المعروف باسم التفوق الكمومي، بداية عصر جديد في مجال الحوسبة"().

بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتشابك البتات الكمومية، وهي ظاهرة كمية تسمح بربط جسيمين بغض النظر عن المسافة بينهما. أطلق أينشتاين (1879-1955)() على هذه الظاهرة اسم "الفعل المخيف عن بعد"()، وهي تشكل عنصراً أساسياً في قوة أجهزة الكمبيوتر الكمومية. تقول ميشيل سيمونز، خبيرة الحوسبة الكمومية في جامعة نيو ساوث ويلز: "يسمح التشابك للبتات الكمومية بالعمل معًا بطريقة منسقة، مما يزيد من قدرتها على المعالجة".

- تطبيقات ثورية؛
تتمتع الحوسبة الكمومية بالقدرة على تحويل الصناعات بأكملها. وفي الطب، على سبيل المثال، قد يكون من الممكن تسريع اكتشاف أدوية جديدة من خلال محاكاة جزيئات معقدة في غضون ثوان. ويقول داريو جيل، مدير الأبحاث في شركة آي بي إم: "قد يؤدي هذا إلى إيجاد علاجات شخصية وعلاجات لأمراض لا يمكن علاجها حاليا"(). في مجال الأمن السيبراني، قد تتمكن الحوسبة الكمومية من كسر أنظمة التشفير الحالية، ولكن أيضًا إنشاء طرق تشفير غير قابلة للكسر.

ومن التطبيقات الواعدة الأخرى تحسين الأنظمة المعقدة، مثل شبكات النقل أو سلاسل التوريد. تعمل شركة (ريجيتي للحوسبة)()، وهي شركة رائدة في هذا المجال، على تطوير خوارزميات كمية يمكنها خفض التكاليف وتحسين الكفاءة في هذه المجالات. ويقول تشاد ريجيتي، مؤسس الشركة: "الحوسبة الكمومية ستسمح لنا بحل المشاكل التي نعتبرها مستعصية على الحل اليوم"().

- التحديات والقيود؛
على الرغم من إمكاناتها الهائلة، تواجه الحوسبة الكمومية تحديات كبيرة. أحد أهم هذه الأسباب هو ظاهرة فقدان التماسك، وهي ظاهرة تجعل البتات الكمومية تفقد حالتها الكمومية بسبب التداخل الخارجي. يقول هارتموت نيفين (1964-)()، مدير مختبر الذكاء الاصطناعي الكمي في غوغل: "إن الحفاظ على استقرار البتات الكمومية هو أحد أكبر العقبات التقنية التي نواجهها"(). علاوة على ذلك، تتطلب أجهزة الكمبيوتر الكمومية ظروفًا قاسية، مثل درجات الحرارة القريبة من الصفر المطلق، مما يجعلها باهظة الثمن ويصعب تشغيلها.

التحدي الآخر هو الافتقار إلى المواهب المتخصصة. ويشير إسحاق تشوانج، أستاذ معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، إلى أن "الحوسبة الكمومية تتطلب فهماً عميقاً للفيزياء والرياضيات والهندسة، وهناك حالياً نقص في المتخصصين المدربين"(). ومع ذلك، تستثمر الجامعات والشركات في برامج التدريب لسد هذه الفجوة.

أخيرا. لا تزال الحوسبة الكمومية تقنية في طور التطوير، لكن إمكاناتها هائلة. من الطب إلى الذكاء الاصطناعي، يعدنا هذا التطور بإحداث ثورة في كيفية تعاملنا مع أكثر مشاكل البشرية تعقيدًا. ومع ذلك، فإن نجاحها سوف يعتمد على التغلب على التحديات التقنية والأخلاقية التي تشكلها. هل نحن مستعدون لعصر الحوسبة الكمومية؟

نوصي بالإطلاع إلى؛
- أبحاث IBM. الحوسبة الكمومية: الحدود التالية. 2023.
- غوغل الذكاء الاصطناعي الكمي. التفوق الكمي باستخدام معالج فائق التوصيل قابل للبرمجة. 2019.
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
Copyright © akka2025
المكان والتاريخ: طوكيـو ـ 03/12/25
ـ الغرض: التواصل والتنمية الثقافية
ـ العينة المستهدفة: القارئ بالعربية (المترجمة)

#أكد_الجبوري (هاشتاغ)      

---

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتبة انتصار الميالي حول تعديل قانون الاحوال الشخصية العراقي والضرر على حياة المراة والطفل، اجر	حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امي

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل

كيفية إشراك-إيصال مواضيعكم أو مواضيع تهمكم  إلى اكبر عدد ممكن من القراء والقارئات