إطلاق إمكانات الحوسبة الكمومية: إحداث ثورة في الصناعات وحل المشكلات المعقدة
هل تعلم أن يوم 14 أبريلth يتم الاحتفال به باعتباره اليوم العالمي للكم؟ يصف ثابت بلانك سلوك الجسيمات والأمواج على نطاق ذري، بما في ذلك الجانب الجسيمي للضوء، الذي تعتمد عليه الحوسبة الكمومية.
إذًا ما هي الحوسبة الكمومية؟
الحوسبة الكمومية هي تحقيق في تطوير التقنيات القائمة على الكمبيوتر والتي تتمحور حول مبادئ نظرية الكم، وهي أصل من الفيزياء. تستخدم الحوسبة الكمومية مجموعة من البتات لأداء مهام حسابية معينة. ونتيجة لذلك، نشهد تطور أجهزة الكمبيوتر الكمومية، وهي الآلات التي تستخدم خصائص فيزياء الكم لتخزين البيانات وإجراء العمليات الحسابية. يمكن أن يكون هذا مفيدًا للغاية لحل العمليات المعقدة والضخمة بسرعة وكفاءة. في حين أن أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، التي تشمل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، تقوم بتشفير المعلومات في "بتات" ثنائية يمكن أن تكون إما 0 أو 1. في جهاز الكمبيوتر الكمومي، الوحدة الأساسية للذاكرة هي بت كمي أو كيوبت.
تطبيقات الحوسبة الكمومية:
يمكن أن يساعد استخدام عمليات الحوسبة الكمومية في العديد من التطبيقات في تحسين العمليات في العديد من الصناعات، وتوفير أضعاف الملايين من الوقت وتوفير طريقًا لحل المشكلات الأكثر تعقيدًا. فيما يلي بعض التطبيقات التي يمكن أن تلعب فيها الحوسبة الكمومية دورًا مهمًا:
- الكيمياء الحاسوبية: سيكون أحد التطبيقات الواعدة للحوسبة الكمومية في مجال الكيمياء الحاسوبية. من الصعب على أجهزة الكمبيوتر التقليدية معالجة أصغر وأكبر عدد من الجزيئات، ولكن الحوسبة الكمومية توفر مسارًا استراتيجيًا لرسم خرائط الجزيئات، مما يوفر بدوره فرصة للبحث الدوائي. بعض المشكلات الحرجة التي يمكن حلها عن طريق الحوسبة الكمومية تقع في مجال التجارب السريرية في المختبر
- الذكاء الاصطناعي: الذكاء الاصطناعي هو بالفعل تقنية ناشئة في مختلف المجالات، من التجارة الإلكترونية والرعاية الصحية إلى التمويل والتعليم. ولكن جنبًا إلى جنب مع الحوسبة الكمومية، سيكون من الأسهل بكثير اتخاذ القرارات
- التمويل: يمكن أن تساعد الحوسبة الكمومية في إجراء عمليات محاكاة وتنبؤات أكثر دقة لنشاط السوق لتسهيل وظائف المحللين، وهو ما تفشل أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية في القيام به
- الرعاية الصحية: يمكن لفعالية الحوسبة الكمومية في الرعاية الصحية أن تمكن العديد من الاختراقات الهامة، مثل التسلسل السريع للحمض النووي ومعالجة كميات كبيرة من بيانات الرعاية الصحية.
فيما يلي بعض التطبيقات الرئيسية الأخرى:
الشركات العملاقة التي تجلب تكنولوجيا الحوسبة الكمومية إلى أعمالها هي:
- IBM: أصبحت أول شركة في عام 2016 تقدم الوصول إلى الحوسبة الكمومية المستندة إلى السحابة وتخطط الآن لإصدار معالج 433-كيوبت يسمى Osprey و Condor، وهو معالج 1121-كيوبت سيخلف في عام 2023 على أمل حل المشكلات بكفاءة أكبر
- QCI: تؤمن الشركة باستكمال الحوسبة الكلاسيكية بالحوسبة الكمومية، وبهذه الرؤية، كشفت النقاب عن برنامج كخدمة (SaaS) يسمى Qatalyst، وهو نظام أساسي للحوسبة الكمومية
- Xanadu: شركة كندية ناشئة تقدم أول نظام أساسي للحوسبة الكمومية يعتمد على الفوتونات، ومتاح من خلال السحابة حيث يستخدم هذا النظام الضوء بدلاً من الموصلات الفائقة، مما يسمح له بالعمل في درجة حرارة الغرفة
- Microsoft: قدمت منصة Azure السحابية الخاصة بها أجهزة كمبيوتر كمومية من صنع Honeywell و IonQ لمعالجة المشكلات التي هي بعيدة عن متناول الآلات التقليدية. تحاول BMW و Airbus و Roche بالفعل تجربة أجهزة الكمبيوتر الكمومية من Microsoft
نظرة عامة على السوق:
وفقًا لـ Fortune Business Insights؛ من المتوقع أن ينمو سوق الحوسبة الكمومية من 486.1 مليون دولار في عام 2021 إلى 3180.9 مليون دولار في عام 2028 بمعدل نمو سنوي مركب قدره 30.8٪ خلال الفترة 2021-2028. حيث بلغت قيمة السوق 392.5 مليون دولار أمريكي في عام 2020. ووجد أن الطلب على الحوسبة الكمومية سيزداد مع الوقت الناشئ حيث يستخدمه العديد من خدمات الحوسبة.
مستقبل الحوسبة الكمومية:
نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر العملاقة تقتصر على حل المشكلات الخطية ويصعب إيجاد حلول للمشاكل الفوضوية، حيث تستفيد الحوسبة الكمومية من الحلول للمشكلات المعقدة مثل نمذجة البروتين باستخدام فيزياء ميكانيكا الكم. يمكنه أيضًا تجربة العديد من الحلول في وقت واحد. يمكنه أيضًا دعم البيانات التي تتم معالجتها بواسطة أنظمة الذكاء الاصطناعي، والتي تتطلب قوة حسابية هائلة.
خاتمة:
كما نعلم الآن، تضيف الحوسبة الكمومية قيمة إلى العديد من التطبيقات من خلال استخدامها للكيوبتات التي يمكن أن تكون 1 و 0 في وقت واحد، ولكن لا يمكننا التغاضي عن عيوب الحوسبة الكمومية. أحد أكثر الأجزاء تحديًا هو طبيعتها القوية، فمن الصعب للغاية تصميمها. أيضًا، ستواجه وحدة المعالجة المركزية الكمومية مشاكل الكفاءة والتدفئة الخاصة بها.
ومن ثم، فإن الخصائص التي تجعل الأنظمة الكمومية قادرة تجعلها أيضًا حساسة وتتسبب في انهيار النظام بأكمله.
المؤلف: ريا سينغ