ما هي الحواسيب الكمية؟ وكيف يمكن أن تغير شكل العالم؟!
عمرك تخيلت إن هييجي يوم عليك ويبقى عندك كمبيوتر يقدر يحل مليارات المليارات من المعادلات في أقل من أجزاء من الثانية؟ كمبيوتر قادر إنه يعمل محاكاة للكون وللعالم الذري نفسه، بدقة متناهية كإنهم موجودين جواه فعلًا؟ خليني أرحب بيك في المستقبل، في عالم الحواسيب الكمية Quantum Computers، طب إيه هي الحواسيب الكمية دي بالظبط؟ وإزاي ممكن تغير شكل العالم كله في المستقبل؟ كوباية شايك الحلوة والنعناع في إيدك، وتعالى أحكيلك..
بص يا سيدي..
مكونات الحواسيب الكمية
من فترة طويلة مرت وما زالت بتمر، في حماس رهيب في شركات الإلكترونيات، والشركات العالمية الكبرى على تطوير تكنولوجيا الحوسبة الكمية Quantum Computing، بسبب القدرة الكبيرة ليها على إنها تغير شكل العالم والمستقبل نفسه قريب.
وده سببه الأساسي هو إن الحواسيب الكمية دي بتختلف عن أجهزة الكمبيوتر أو الحاسوب العادية بشكل كبير جدًا، جوهره هو إنها بتعالج المعلومات والداتا اللي بيتم تلقينها لها بشكل مختلف جذريًا عن الكمبيوترات العادية، بتعالجها وبتشتغل عليها بشكل أكثر كفاءة، بطريقة تعد بإنها مش بس تجاوب على الأسئلة الكبرى للجنس البشري، بل كمان تغير الشكل اللي إحنا بنفكر بيه في العالم كله حوالينا، طب إزاي؟
خليني أشرحلك أكتر.. زي ما إنت عارف، الوحدة الأساسية اللي بتكون أي جهاز كمبيوتر معلوماتي Information Computer طبيعي هي حاجة اسمها البت، لا مش البت اللي هي عكس الولد، أقصدBit ، والـ Bit دي ممكن إنها تكون ليها واحدة من قيمتين يا إما 1 أو 0، أو بمسمى آخر نعم أو لا Yes or No.
لما إحنا بندمج الوحدات دي مع بعض، بنقدر إننا في الحالة دي نمثل أي عدد من الأرقام، ونعمل أي عدد عايزينه من الحسابات من خلالها، واحد ورا التاني، وكل ما الرقاقة أو ال Chip الخاصة بالكمبيوتر ده كانت قوية وتحوي مساحة معالجة أكبر، كل ما بنقدر ننتقل من عملية حسابية للتانية أسرع، هو ده اللي بيشكل أساس معالجة البيانات أو الـ Data Processing في الحواسيب التقليدية. حلو لحد كده؟ تمام..
الحواسيب الكمية بقى مختلفة في حاجتين مهمين جدًا، قبل ما نشرحهم خليني بس أقولك إن الحواسيب الكمية بتتكون من وحدة أساسية اسمها الكيوبت Qubit، والكيوبت ده بيتكون في الواقع من جسيمات ذرية وكمية حقيقية، مش مجرد معلومات مصنوعة من تيارات كهربية بسيطة زي الـ Bit بتاع الكمبيوتر العادي.
الاختلاف بين الحواسيب الكمية والعادية
أول خاصية أو حاجة بتختلف فيها الحواسيب الكمية دي بقى عن العادية، هي خاصية كمية معينة اسمها التراكب الكمي أو الـSuperposition. الخاصية دي بتسمح لكل Qubit إنه يكون متواجد في مزيج من الحالة 1 و0 بتاعت الحواسيب العادية، يعني مش زي الكمبيوتر الطبيعي بيكون يا إما 1 أو 0، لأ هو بيكون ده وده في نفس الوقت،
فبالتالي بيدي للحاسوب الكمي قدرة على إنه يجري العمليات الحسابية _اللي بتكون أساس المعالجة الخاصة بأي حاسوب_ على التوازي ومع بعض مش ورا بعض زي الكمبيوتر العادي، يعني بيكون سرعته أكبر بمراحل لا تستوعب من الكمبيوتر العادي،
ده طبعًا بيعمل فرق كبير ورهيب في أي عملية معالجة عايزين نعملها، عشان مهما كانت صعوبة عملية المعالجة دي، طريقة بناء الكمبيوتر الكمي هتخليه يقدر يعملها ويخلصها في أقل من أجزاء من الثانية، وبشكل أسرع بملايين المرات من أي كمبيوتر عادي.
ومش بس كده ده لسة في خاصية تانية كمان، الخاصية دي بقى اسمها التشابك الكمي أو الـ Quantum Entanglement، والخاصية دي هي تصرف ذري وكمي مميز للغاية، بيربط ما بين الذرات والجزيئات وبعضها، بحيث إن اللي يحصل لواحد فيهم يأثر في التاني فورًا بغض النظر عن المسافة أيًا كانت، حتى لو كل واحد فيهم في طرف من الكون كله!
يعني معنى كده إن الحواسيب الكمية دي بتقدر إنها تتحكم في كل الـ Qubits بتاعتها في نفس الوقت، وبغض النظر عن المسافة، وده معناه إنها بتكون أسرع بمليارات المرات من أي حاسوب معلوماتي تقليدي، وبتقدر تعمل عملياتها في أجزاء من الثانية، وفي نفس الوقت ومع بعض، يعني أقل حاسوب كمي أو Quantum Computer عادي عنده القدرة إنه يتفوق على أقوى كمبيوتر خارق موجود على سطح الكوكب حاليًا، ومش بس الكمبيوترات الحالية، أي كمبيوتر خارق هيتم اختراعه بأي تكنولوجيا تقليدية، لحد سنة 2050 مثلًا.
استخدامات تكنولوجيا الحوسبة الكمية
وطبعًا السباق على ابتكار التكنولوجيا دي بشكل حقيقي وعملي شغال حاليًا بين أكبر شركات الإلكترونيات والهارد وير في العالم بأكمله، زي IBM وMicrosoft وGoogle، وقدروا بالفعل يوصلوا لفتوحات عظيمة في المجالات دي، وقربوا جدًا من ابتكار الحاسوب الكمي العملي الأول، واللي بعد ابتكاره هيغير شكل العالم بأكمله.
تخيل مثلا إنك تقدر تكسر شفرة المكونات الأساسية للجسد البشري والـ DNA، وتبني أدوية مخصصة لكل جسم بأقل مجهود، تخيل إنك تقدر تغير شكل الطب والعمليات الجراحية بأكملها، وتتحكم فيها بحاسوب كمي بيجري مليارات مليارات المليارات من الاحتمالات في كل جزء من الثانية. تخيل إنك تقدر تتنبأ بالطقس والكوارث الطبيعية بدقة متناهية، وكمان تكون خريطة للطقس لأسابيع وشهور وسنين قدام.
تخيل إنك تقدر تستعمل التكنولوجيا دي في معالجة البيانات هائلة الحجم اللي بتوصل كل يوم من التلسكوبات العالمية الكبرى، وأكبر مؤسسات أبحاث الفيزياء وعلوم الفضاء في العالم، تخيل إنك توصل لمرحلة إنك كل يوم تكتشف آلاف الكواكب والكويكبات والنجوم الجديدة، وتدرس خواصها في دقايق قليلة، تخيل إنك تستعمل التقنية دي في معالجة ألغاز الفيزياء زي الثقوب السوداء والمادة والطاقة المظلمة Dark Energy and Matter.
تخيل إنك تستعمل التكنولوجيا دي في إنك تصمم ذكاء اصطناعي أكثر تطورا وذكاءًا من البشر نفسهم، وتديله قدرة فائقة على التعلم، بشكل يفوق أقوى العقول البشرية بآلاف المرات.
تخيل إنك تستعمل التكنولوجيا دي في الترجمة الفوريةReal Time Translation، وتلغي الحواجز اللغوية بين دول وحضارات العالم، مجرد كمبيوتر كمي صغير تلبسه على دماغك يقدر يخليك تتكلم مع أي حد، وتسمعه بلغتك الأصلية!!
تخيل إنك تستعمل التكنولوجيا دي في فك شفرات البنوك والتجسس والسرقة الإلكترونية واختراق مواقع وأنظمة أجهزة الاستخبارات العالمية، وحكومات أكبر دول العالم ومؤسساتها! المستقبل مبهر جدًا، ومليء بالاحتمالات.
والأهم.. مخيف جدًا!
مصادر:
https://techcrunch.com/2018/11/17/quantum-computing-not-ai-will-define-our-future/
https://singularityhub.com/2019/02/26/quantum-computing-now-and-in-the-not-too-distant-future/
https://m.phys.org/news/2019-09-closer-future-quantum.html
اقرأ أيضاً:
نحو معايير قومية لجودة التعليم والتعلم الإلكتروني
* تنويه: الأفكار المذكورة في المقال لا تعبر بالضرورة عن رأي الموقع.
*****************
لمتابعة قناة اليوتيوب لأكاديمية بالعقل نبدأ، اضغط هنا
لقراءة المزيد من المقالات، اضغط هنا
