الكشف عن أسرار الذكاء الحسابي الكمي

للحوسبة الكمومية

ثانيا. الحوسبة الكمومية

ثالثا. أساسيات الحوسبة الكمومية

رابعا. تطبيقات الحوسبة الكمومية

V. مزايا وعيوب الحوسبة الكمومية

سادسا. تحديات الحوسبة الكمومية

سابعا. بحوث الحوسبة الكمومية

ثامنا. الأجندة للحوسبة الكمومية

تاسعا. شركات الحوسبة الكمومية

الأسئلة ربما الأكثر طرحا

عنوان	سمات
الحوسبة الكمومية	يستخدم البتات الكمومية (qubits) على عكس البتات الكلاسيكية سوف كشف المشكلات المستحيلة لأجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية لديها امتلاك القدرة على التسبب في متمرد على الكثير جدًا من الصناعات
التحقيق في الكم	يستكشف الشخصية الأساسية للواقع بناء تقنيات جديدة للحوسبة الكمومية يعزز فهمنا للكون
تقنيات الكم	بناء خوارزميات جديدة للحوسبة الكمومية تصميم أجهزة جديدة لأجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية يحسن الخوارزميات والأجهزة الموجودة
تألق الكم	يستخدم أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية لحل اضطرابات القطاع الفعلي بناء تطبيقات جديدة للحوسبة الكمومية يخلق أسواقًا جديدة للحوسبة الكمومية
ميكانيكا الكم	الإمدادات الجذر النظري للحوسبة الكمومية يصف سلوك البرامج الكمومية مهم جدًا لتقدير الحوسبة الكمومية

ثانيا. الحوسبة الكمومية

تعد الحوسبة الكمومية مجالًا جديد تمامًاًا بشكل معتدل للمراجعة، بواسطة أي تأتي جذوره على أوائل القرن العشرين. على شائع 1900، حث ماكس بلانك مفهوم الكوانتا، وهي مجموعات منفصلة للطاقة. تم تحقيقه بناء هذا المفهوم بعد ذلك عبر ألبرت أينشتاين، الذي أكد أن أشعة الشمس سوف أن يتصرف كموجة وجسيم. على شائع 1926، طور إيروين شرودنغر معادلة شرودنغر، التي تصف سلوك الإلكترونات. وضعت هذه المعادلة الجذر لميكانيكا الكم، فرع الفيزياء الذي يصف سلوك القماش في المدى الذري ودون الذري.

على الثمانينيات، حث ديفيد دويتش وريتشارد فاينمان مفهوم استخدام ميكانيكا الكم لتجميع أجهزة كمبيوتر شخصي يمكنها كشف المشكلات التي تكون مستحيلة لأجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية. أدت هذه الإرشادات المبكرة على بناء أول فعلي أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية على التسعينيات. ومنذ ذلك الحين، بطولة متقدم كبير على بناء الحواسيب الكمومية، وهي في الوقت الحالي قادرة في كشف أحد أهم الهموم التي قد تكون مسافة طويلة عن متناول الحواسيب الكلاسيكية.

لن تزال الحوسبة الكمومية مجالًا مراهقًا، ولكنها تمتلك امتلاك القدرة على التسبب في متمرد على الكثير جدًا من مجالات العلوم والتكنولوجيا. سوف استخدام أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية لتطوير دواء جديدة، وتصميم مواد جديدة، وإنشاء أنواع جديدة من الذكاء غير الواقعي. وسوف استخدامها بالإضافة إلى ذلك لحل المشكلات التي يستحيل حلها في الوقت الحالي، تمامًا مثل تغير الطقس المحلي وطي البروتين.

ثالثا. أساسيات الحوسبة الكمومية

الحوسبة الكمومية هي نوع من الحوسبة التي تستخدم مبادئ ميكانيكا الكم لإجراء العمليات الحسابية. تتقلب أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية عن أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية عندما يتعلق الأمر بـ قدرتها في مرآب ومعالجة الإرشادات بالكيوبتات، وهي كلمة عن بتات كمومية من الإرشادات. سوف أن تكون البتات الكمومية فيما يتعلق بـ حماية، مما يوحي أنها سوف أن تكون 0 و1 على نفس الوقت. وهذا يمكّن لأجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية بإجراء حسابات معينة بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية.

تتمتع الحوسبة الكمومية بالقدرة في التسبب في متمرد على الكثير من الصناعات، بما على ذلك النطاق السعري والرعاية الصحية والذكاء غير الواقعي. بدلاً من ذلك، يستمر هناك مجموعة مختارة من المواقف الصعبة التي سوف التغلب عليها قبل أن يتم استخدام أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية في انتشار كبير. وتشمل هذه المواقف الصعبة بناء خوارزميات أكثر مهارة للحوسبة الكمومية، وبناء أجهزة كمبيوتر شخصي كمومية أكثر موثوقية، والتأكد من أن أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية آمنة من الهجوم.

رابعا. تطبيقات الحوسبة الكمومية

تتمتع الحوسبة الكمومية بالقدرة في التسبب في متمرد على الكثير من الصناعات، بما على ذلك النطاق السعري والرعاية الصحية والذكاء غير الواقعي.

فيما يلي أحد أهم الأمثلة المحددة للطريقة استخدام الحوسبة الكمومية:

• وفي مجال النطاق السعري، سوف استخدام أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية لتطوير نماذج وخوارزميات مالية جديدة سوف أن تؤدي على قرارات تجارية واستثمارية أكثر مهارة.
• وفي مجال الرعاية الصحية، سوف استخدام أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية لتطوير دواء وعلاجات جديدة، وكذلك لتشخيص الأمراض فجأة أكبر وبدقة أكبر.
• على مجال الذكاء غير الواقعي، سوف استخدام أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية لتدريب نماذج ذكاء من صنع الإنسان أكثر تأثير يمكنها التعليمي من فرق معرفة أكبر وإجراء تنبؤات أكثر دقة.

هذه تافه أمثلة قليلة للتطبيقات المحتملة للحوسبة الكمومية. ومع ازدياد تأثير أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية، سنكون قادرين على أن نعتقد رؤية إضافي من البرامج المبتكرة والرائدة لهذه الخبرة.

V. مزايا وعيوب الحوسبة الكمومية

تتمتع الحوسبة الكمومية بعدد من الفوائد عند المقارنة بالحوسبة الكلاسيكية، بما على ذلك:

• المعدل: سوف لأجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية تنفيذ أحد أهم الواجبات الحسابية بشكل أسرع بشكل كبير من أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية. وذلك لأن السبب هو أن أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية يمكنها استخدام التراكب والتشابك للرمز الإرشادات ومعالجتها بطريقة لن تستطيع أجهزة الكمبيوتر الشخصي التقليدية القيام بها.
• الدقة: تعد أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية أكثر دقة من أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية على مهام معينة، تمامًا مثل تقليد البرامج الفيزيائية. وذلك لأن السبب هو أن أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية يمكنها الاستفادة القصوى من الشخصية الفرصة المتأصلة لميكانيكا الكم للرمز الإرشادات ومعالجتها بشكل أكثر دقة.
• كفاءة الحيوية: سوف أن تكون أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية أكثر مهارة على استخدام الحيوية من أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية على مهام معينة. وذلك لأن السبب هو أن أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية يمكنها استخدام طاقة أقل بكثير لإنجاز مهام حسابية معينة عند المقارنة بالأجهزة التقليدية.

بدلاً من ذلك، فإن الحوسبة الكمومية لها بالإضافة إلى ذلك عدد لا بأس به الإخفاقات، بما على ذلك:

• الضوضاء: أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية أكثر عرضة للضوضاء من أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية. وذلك لأن السبب هو أن الظروف الكمومية هشة وسوف أن تتعطل ببساطة نتيجة لـ الضوضاء.
• قابلية النمو: تعد أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية أصعب على النمو من أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية. وذلك لأن السبب هو أن مجموعة متنوعة من الكيوبتات المطلوبة لإنجاز كبيرة حسابية معينة ينمو بشكل كبير على طول الجانب حجم القضية.
• السعر: تعد أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية أكثر سعر من أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية. وذلك لأن السبب هو أن أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية تتطلب أجهزة وبرامج متخصصة ليست متاحة في انتشار كبير بعد.

بشكل أساسي، تتمتع الحوسبة الكمومية بالقدرة في التسبب في متمرد على الكثير من الصناعات، ولكن يستمر هناك مجموعة مختارة من المواقف الصعبة التي سوف التغلب عليها قبل أن تصبح أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية جيل سائدة.

سادسا. تحديات الحوسبة الكمومية

تعد الحوسبة الكمومية مجالًا جديد تمامًاًا وناشئًا، ولا يزال هناك مجموعة مختارة من المواقف الصعبة التي سوف التغلب عليها قبل أن يتم استخدامها في انتشار كبير. وتشمل هذه المواقف الصعبة ما يلي:

• مشكلة زيادة وصيانة الحواسيب الكمومية. تعد أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية أجهزة معقدة بشكل رهيب، ومن القاسي بنائها دون حدوث أخطاء. وذلك لأن السبب هو أن البتات الكمومية (qubits) هشة بشكل رهيب وسوف أن تتأثر ببساطة بالضوضاء.
• ضرورة إلى برامج متخصصة. تتطلب أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية برامج متخصصة يمكنها الاستفادة القصوى من خصائصها الفريدة. يستمر هذا هذا النظام قيد التحسين، وهو ليس بالغًا بعد تمامًا مثل هذا النظام المستهلك لأجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية.
• عدم وجود إدراك بسيط للطريقة استخدام أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية. تتمتع أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية بالقدرة في التسبب في متمرد على الكثير من أسماء النطاقات، ولكن ليس من الأكثر وضوحا بعد كيف سيتم استخدامها بالضبط. وذلك لأن السبب هو أن الحوسبة الكمومية لن تزال مجالًا جديد تمامًاًا، ولا يزال هناك كمية كبيرة من من الأبحاث التي يتعين القيام بها.

حتى لو افترضنا هذه المواقف الصعبة، تعد الحوسبة الكمومية مجالًا واعدًا يتمتع بالقدرة في التسبب في متمرد على الكثير من الصناعات. ومع استمرار تطور هذا القطاع، سيتم الغزو المواقف الصعبة التي تواجهه، وستصبح أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية أكثر تأثير وأسهل على الاستخدام.

سابعا. بحوث الحوسبة الكمومية

تعد دراسات الحوسبة الكمومية مجالًا سريع التوسع، على طول الجانب حدوث تطورات جديدة أثناء الوقت. يعمل الباحثون في مجموعة أكثر من بضعة من المحيطات العديدة للحوسبة الكمومية، بما على ذلك بناء خوارزميات جديدة، وبناء أجهزة كمبيوتر شخصي كمومية جديدة، ودراسة السمات الأساسية لميكانيكا الكم.

تتكون من أحد أهم أهم مجالات دراسات الحوسبة الكمومية ما يلي:

• خوارزميات الكم
• المعدات الكمومية
• تصحيح الخطأ الكمي
• تقليد الكم
• التشفير الكمي

الخوارزميات الكمومية هي نوع من برامج الكمبيوتر الشخصي التي لن سوف يتم إدارتها إلا في أداة كمبيوتر شخصي كمي. سوف لهذه الخوارزميات كشف مشكلات معينة بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر الشخصي التقليدية، تمامًا مثل تفتيش الأعداد الكبيرة وإيجاد استراتيجيات لمشاكل التقدم.

المعدات الكمومية هي الأجهزة المادية المستخدمة لتجميع أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية. هذه الأجهزة معقدة بشكل رهيب ويصعب بناؤها، ولكنها تحرز متقدمًا فوريًا.

تصحيح الإخفاقات الكمومية هو وضع يستخدم حراسة أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية من الإخفاقات. سوف أن ناقش هذه الإخفاقات نتيجة لـ الضوضاء على بيئتنا أو نتيجة لـ الشخصية الفرصة المتأصلة على ميكانيكا الكم.

المحاكاة الكمومية هي طريقة تُستخدم لمحاكاة سلوك الروتين الكمي في أداة كمبيوتر شخصي عتيق. وسوف استخدام ذلك لدراسة خصائص الأقمشة الكمومية وتصميم أجهزة كمومية جديدة.

التشفير الكمي هو طريقة تُستخدم للتأكد من قنوات محادثة آمنة. ويتم ذلك عن طريق قوانين ميكانيكا الكم لضمان فرصة العثور على أي استمع إلى قناة العلاقة.

تعد دراسات الحوسبة الكمومية مجالًا واعدًا لديه امتلاك القدرة على التسبب في متمرد على الكثير جدًا من مجالات العلوم والتكنولوجيا العديدة. على طول الجانب متقدم الأبحاث، سنكون قادرين على أن نعتقد رؤية تطورات جديدة ومثيرة على مجال الحوسبة الكمومية.

الأجندة للحوسبة الكمومية

إن تاريخ الحوسبة الكمومية مختصر بشكل معتدل، لكنه شهد بالتأكيد كمية كبيرة من التحسين. وكان المدرب الأساسي الابتدائي هو تطور نظرية الكم على أوائل القرن العشرين. قدمت هذه الفكرة الجذر لتقدير سلوك البرامج الكمومية، وأدت على بناء أول فعلي أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية على الثمانينات.

ومنذ ذلك الحين، تحول إلى هناك مجموعة مختارة من الاتجاهات الهامة على مجال الحوسبة الكمومية. على التسعينيات، تم تحقيقه بناء خوارزمية شور، والتي أظهرت أن أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية يمكنها كشف أحد أهم المشكلات بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية. على العقد الابتدائي من القرن الحادي والعشرين، تم تحقيقه زيادة أول فعلي أجهزة كمبيوتر شخصي كمومية تجريبية، وفي العقد الابتدائي من القرن الحادي والعشرين، بدأ مجال الحوسبة الكمومية ينضج فجأة.

واليوم، لن تزال الحوسبة الكمومية مجالًا مراهقًا، ولكنها تمتلك امتلاك القدرة على التسبب في متمرد على الكثير من الصناعات. سوف استخدام أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية لتطوير دواء جديدة، وتصميم مواد جديدة، وحل المشكلات المعقدة التي يستحيل في أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية حلها في الوقت الحالي.

يعطي الأجندة أدناه لمحة موجزة عن تاريخ الحوسبة الكمومية.

12 شهرًا	بطولة
1900	يدافع ماكس بلانك نظرية الكم للضوء.
1926	إروين شرودنغر يطور معادلة شرودنغر.
1935	ألبرت أينشتاين، بوريس بودولسكي، وناثان روزين ينشرون مفارقة EPR.
1965	يدافع ريتشارد فاينمان مفهوم الكمبيوتر الشخصي الكمي.
1980	قام بول بينيوف وديفيد دويتش بشكل محايد بتطوير البيروقراطية الأولى لأجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية.
1994	قام بيتر شور بتطوير خوارزمية شور.
1998	تم تحقيقه زيادة أول فعلي كمبيوتر شخصي كمي تجريبي من قبل مجموعة على مدرسة كاليفورنيا، سانتا باربرا.
2001	تم تحقيقه زيادة أول فعلي حاسوب كمي يستوعب أكثر من كيوبت واحد من العديد قبل مجموعة على مدرسة ميريلاند.
2011	جوجل تعلن عن بناء حاسوب كمي 72 كيوبت.
2019	تعلن منظمة IBM عن بناء حاسوب كمي بسعة 53 كيوبت.
2020	تعلن منظمة إنتل عن بناء حاسوب كمي بسعة 49 كيوبت.
2021	تعلن منظمة Rigetti Computing عن بناء حاسوب كمي بسعة 128 كيوبت.

تاسعا. شركات الحوسبة الكمومية

هناك مجموعة مختارة من الشركات التي تعمل في بناء تقنيات الحوسبة الكمومية. تمر هذه الشركات بمراحل أخرى من التكيف، بدءًا من الشركات الناشئة على مراحلها المبكرة أو حتى الشركات القائمة تلك التجربة منتجات معروضة متوفر في السوق.

تتكون من أحد أهم أبرز شركات الحوسبة الكمومية ما يلي:

• جوجل
• آي بي إم
• مايكروسوفت
• إنتل
• ريجيتي
• موجة د

تعمل جميع هذه الشركات في طرق أخرى للحوسبة الكمومية، وكل منها على مراحل أخرى من التحسين. بدلاً من ذلك، فإنهم جميعًا يشتركون على محاولة نموذجي: بناء أجهزة كمبيوتر شخصي كمومية قادرة في كشف المشكلات التي تكون مسافة طويلة عن متناول أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكلاسيكية.

يستمر بناء الحوسبة الكمومية على مراحله الأولى، ولكن لديه امتلاك القدرة على التسبب في متمرد على الكثير من الصناعات. سوف استخدام أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية لتطوير دواء جديدة، وتصميم مواد جديدة، وإنشاء أنواع جديدة من الذكاء غير الواقعي. إن المزايا المحتملة للحوسبة الكمومية هائلة، ومن المؤكد أن يكون لهذه الخبرة تأثير كبير في القطاع على السنوات القادمة.

السؤال 1: ما هي الحوسبة الكمومية؟

الحل 1: الحوسبة الكمومية هي نوع من الحوسبة التي تستخدم مبادئ ميكانيكا الكم لإجراء العمليات الحسابية. سوف لأجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية كشف أحد أهم المشكلات التي يستحيل في أجهزة الكمبيوتر الشخصي التقليدية حلها.

السؤال 2: ما هي مزايا الحوسبة الكمومية؟

الحل 2: تستطيع أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية كشف أحد أهم المشكلات بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر الشخصي التقليدية. كمثال، سوف لأجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية تفتيش الأعداد الكبيرة بشكل أسرع بشكل كبير من أجهزة الكمبيوتر الشخصي التقليدية. وهذا إنه سوف يجعل من المحتمل إتلاف خوارزميات تشفير معينة آمنة في الوقت الحالي.

السؤال 3: ما هي تحديات الحوسبة الكمومية؟

الحل 3: لن تزال أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية على مراحلها الأولى من التحسين. هناك مجموعة مختارة من المواقف الصعبة التي سوف التغلب عليها قبل أن تصبح أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية واقع وسيلة. وتشمل هذه المواقف الصعبة ما يلي:

• ضرورة إلى تنظيم كيوبتات مستقرة وسوف التنظيم فيها بشكل صحيح
• ضرورة إلى بناء خوارزميات يمكنها الاستفادة القصوى من تأثير أجهزة الكمبيوتر الشخصي الكمومية
• ضرورة إلى زيادة أجهزة كمبيوتر شخصي كمومية مهمة بما يكفي لحل اضطرابات القطاع الفعلي