ما هو الحاسوب الكمي؟ | عالم جديد

أجهزة الكمبيوتر الكمومية هي آلات تستخدم خصائص فيزياء الكم لتخزين البيانات وإجراء العمليات الحسابية.

أجهزة الكمبيوتر الكمومية هي آلات تستخدم خصائص فيزياء الكم لتخزين البيانات وإجراء الحسابات. يمكن أن يكون هذا مفيدًا للغاية لمهام معينة حيث يمكن أن يتفوقوا بشكل كبير حتى على أفضل أجهزة الكمبيوتر العملاقة لدينا.

تقوم أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية ، التي تتضمن الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة ، بترميز المعلومات في "بت" ثنائية يمكن أن تكون إما 0 أو 1. في الكمبيوتر الكم، الوحدة الأساسية للذاكرة هي بت كمي أو كيوبت.

تصنع الكيوبتات باستخدام أنظمة فيزيائية ، مثل دوران الإلكترون أو اتجاه الفوتون. يمكن أن تكون هذه الأنظمة في العديد من الترتيبات المختلفة دفعة واحدة ، وهي خاصية تعرف باسم الكم تراكب. يمكن أيضًا ربط Qubits ببعضها البعض ارتباطًا وثيقًا باستخدام ظاهرة تسمى تشابك الكم. والنتيجة هي أن سلسلة من الكيوبتات يمكن أن تمثل أشياء مختلفة في وقت واحد.

على سبيل المثال ، ثمانية بتات كافية للكمبيوتر الكلاسيكي لتمثيل أي رقم بين 0 و 255. لكن ثمانية بتات كافية للحاسوب الكمومي لتمثيل كل رقم بين 0 و 255 في نفس الوقت. يكفي بضع مئات من الكيوبتات المتشابكة لتمثيل أعداد أكثر من عدد الذرات في الكون.

هذا هو المكان الذي تتفوق فيه أجهزة الكمبيوتر الكمومية على الأجهزة التقليدية. في المواقف التي يوجد فيها عدد كبير من التركيبات الممكنة ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية أن تنظر فيها في وقت واحد. تتضمن الأمثلة محاولة العثور على العوامل الأولية لعدد كبير جدًا أو أفضل طريق بين مكانين.

ومع ذلك ، قد يكون هناك أيضًا الكثير من المواقف التي ستتفوق فيها أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية على الأجهزة الكمومية. لذلك قد تكون أجهزة الكمبيوتر في المستقبل مزيجًا من هذين النوعين.

في الوقت الحالي ، تعتبر أجهزة الكمبيوتر الكمومية حساسة للغاية: يمكن أن تتسبب الحرارة والمجالات الكهرومغناطيسية والتصادم مع جزيئات الهواء في فقدان الكيوبت لخصائصه الكمومية. هذه العملية ، المعروفة باسم فك الترابط الكمي ، تتسبب في انهيار النظام ، وتحدث بسرعة أكبر كلما زاد عدد الجسيمات المعنية.

تحتاج أجهزة الكمبيوتر الكمومية إلى حماية الكيوبتات من التداخل الخارجي ، إما عن طريق عزلها فعليًا ، إبقائهم هادئين أو الانطلاق بنبضات طاقة يتم التحكم فيها بعناية. هناك حاجة إلى كيوبتات إضافية لتصحيح الأخطاء التي تتسلل إلى النظام.