إطلاق إمكانات الحوسبة الكمومية: إحداث ثورة في الصناعات وحل المشكلات المعقدة
هل تعلم أن يوم 14 أبريلth يُحتفل به باعتباره اليوم العالمي للكم؟ يصف ثابت بلانك سلوك الجسيمات والأمواج على المستوى الذري، بما في ذلك جانب الجسيمات 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 النظرية الكمومية، وهي أصل من الفيزياء. تستخدم الحوسبة الكمومية مجموعة من البتات لأداء مهام حسابية معينة. ونتيجة لذلك، نشهد تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية، وهي الآلات التي تستخدم خصائص الفيزياء الكمومية لتخزين البيانات وإجراء العمليات الحسابية. يمكن أن يكون هذا مفيدًا للغاية لحل العمليات المعقدة والضخمة بسرعة وكفاءة. في حين أن أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، والتي تشمل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، تقوم بتشفير المعلومات في "بتات" ثنائية يمكن أن تكون إما 0 أو 1. في جهاز كمبيوتر كمي، الوحدة الأساسية للذاكرة هي البت الكمي أو الكيوبت.
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 مسارًا لأكثر المشكلات تعقيدًا. فيما يلي بعض التطبيقات التي يمكن أن تلعب فيها الحوسبة الكمومية دورًا مهمًا:
- الكيمياء الحسابية: سيكون أحد أكثر تطبيقات الحوسبة الكمومية الواعدة في مجال الكيمياء الحسابية. من الصعب على أجهزة الكمبيوتر التقليدية معالجة أصغر وأكبر عدد من الجزيئات، لكن الحوسبة الكمومية توفر مسارًا استراتيجيًا لرسم خرائط الجزيئات، مما يوفر بدوره فرصة للبحث الدوائي. بعض المشكلات الحرجة التي يمكن حلها عن طريق الحوسبة الكمومية موجودة في مجال التجارب السريرية في السيليكو
- 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 اتخاذ القرارات أسهل بكثير
- 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 أن تمكن فعالية الحوسبة الكمومية في الرعاية الصحية العديد من الاختراقات الهامة، مثل التسلسل السريع للحمض النووي ومعالجة كميات كبيرة من بيانات الرعاية الصحية.
بعض التطبيقات الرئيسية الأخرى مذكورة أدناه:
الشركات العملاقة التي تجلب تكنولوجيا الحوسبة الكمومية إلى أعمالها هي:
- IBM: أصبحت أول شركة في عام 2016 تقدم وصولاً 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 بشكل أكثر كفاءة
- QCI: تؤمن الشركة باستكمال الحوسبة الكلاسيكية بالحوسبة الكمومية، وبهذه الرؤية، كشفت النقاب عن برنامج كخدمة (SaaS) يسمى Qatalyst، وهو عبارة عن منصة حوسبة كمومية
- Xanadu: شركة كندية ناشئة تقدم أول منصة حوسبة كمومية قائمة على الفوتونات، ومتاحة من خلال السحابة حيث يستخدم هذا النظام الضوء بدلاً من الموصلات الفائقة، مما يسمح لها بالعمل في درجة حرارة الغرفة
- Microsoft: قدمت منصة azure السحابية الخاصة بها أجهزة كمبيوتر كمومية صنعتها Honeywell و IonQ لمعالجة المشكلات التي لا يمكن الوصول إليها بواسطة الآلات التقليدية. تقوم BMW و Airbus و Roche بتجربة أجهزة الكمبيوتر الكمومية من Microsoft بالفعل
نظرة 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 القيمة السوقية 392.5 مليون دولار أمريكي في عام 2020. وقد وجد أن الطلب على الحوسبة الكمومية سيزداد مع الوقت الناشئ حيث يتم استخدامه بشكل كبير من قبل العديد من خدمات الحوسبة.
مستقبل الحوسبة الكمومية:
نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر العملاقة تقتصر على حل المشكلات الخطية ويصعب إيجاد حلول للمشكلات 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 للعديد من التطبيقات من خلال استخدامها للكيوبتات التي يمكن أن تكون 1 و 0 في وقت واحد، ولكن لا يمكننا التقليل من عيوب الحوسبة الكمومية. أحد أصعب الأجزاء هو طبيعته القوية، فمن الصعب للغاية هندسته. أيضًا، ستواجه وحدة المعالجة المركزية الكمومية مشاكل كفاءة وتسخين خاصة بها.
ومن ثم، فإن الخصائص التي تجعل الأنظمة الكمومية قادرة تجعلها أيضًا حساسة وتتسبب في انهيار النظام بأكمله.
المؤلف: ريا سينغ