إطلاق العنان لإمكانات الحوسبة الكمومية: إحداث ثورة في الصناعات وحل المشكلات المعقدة
هل تعلم أن الرابع عشر من أبريلthيُحتفل به كـيوم الكم العالمي؟ تصف ثابتة بلانك سلوك الجسيمات والأمواج على المستوى الذري، بما في ذلك الجانب الجسيمي للضوء، الذي تعتمد عليه الحوسبة الكمومية.
إذن ما هوالحوسبة الكمومية؟
الحوسبة الكمومية هي تحقيق في تطوير التقنيات القائمة على الكمبيوتر والتي تتمحور حول مبادئ النظرية الكمومية، وهي أصل من الفيزياء. تستخدم الحوسبة الكمومية مزيجًا من البتات لأداء مهام حسابية معينة. ونتيجة لذلك، نرى تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية، وهي الآلات التي تستخدم خصائص الفيزياء الكمومية لتخزين البيانات وإجراء العمليات الحسابية. يمكن أن يكون هذا مفيدًا للغاية في حل العمليات المعقدة والضخمة بسرعة وكفاءة. في حين أن أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، والتي تشمل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، تقوم بترميز المعلومات في 'بتات' ثنائية يمكن أن تكون إما 0 أو 1. في جهاز كمبيوتر كمي، وحدة الذاكرة الأساسية 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 ملايين المرات من الوقت وتوفير مسار للمشكلات الأكثر تعقيدًا. بعض التطبيقات مذكورة أدناه حيث يمكن للحوسبة الكمومية أن تلعب دورًا مهمًا:
- الكيمياء الحسابية: سيكون أحد أكثر تطبيقات الحوسبة الكمومية واعدة في مجال الكيمياء الحسابية. من الصعب على أجهزة الكمبيوتر التقليدية معالجة أصغر وأعداد كبيرة من الجزيئات، لكن الحوسبة الكمومية توفر مسارًا استراتيجيًا لرسم خرائط للجزيئات، مما يوفر بدوره فرصة للبحث الصيدلاني. بعض المشكلات الحرجة التي يمكن حلها عبر الحوسبة الكمومية تقع في مجال التجارب السريرية في السيليكو
- الذكاء الاصطناعي:الذكاء الاصطناعيهي 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 محاكاة وتنبؤات أكثر دقة لنشاط السوق لتسهيل وظائف المحللين، وهو ما تفشل أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية في القيام به
- الرعاية الصحية: يمكن أن يمكّن مدى فعالية الحوسبة الكمومية في الرعاية الصحية من تحقيق العديد من الاختراقات الهامة، مثل تسلسل الحمض النووي السريع ومعالجة كميات كبيرة من بيانات الرعاية الصحية.
بعض التطبيقات الرئيسية الأخرى مذكورة أدناه:
الشركات العملاقة التي تجلب تقنية 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 1,121-كيوبت سيتفوق في عام 2023 على أمل حل المشكلات بكفاءة أكبر
- QCI: تعتقد الشركة في استكمال الحوسبة الكلاسيكية بالحوسبة الكمومية، وبهذه الرؤية، كشفت عن برنامج كخدمة (SaaS) يسمى Qatalyst، وهو نظام أساسي للحوسبة الكمومية
- Xanadu: شركة ناشئة كندية تقدم أول منصة حوسبة كمومية تعتمد على الفوتونات، متاحة عبر السحابة حيث يستخدم هذا النظام الضوء بدلاً من الموصلات الفائقة، مما يسمح لها بالعمل في درجة حرارة الغرفة
- Microsoft: قدمت منصة السحابة الخاصة بها Azure أجهزة كمبيوتر كمومية من صنع Honeywell و IonQ لمعالجة المشكلات التي تخرج عن نطاق أجهزة الكمبيوتر التقليدية. تحاول BMW و Airbus و Roche بالفعل استخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية من Microsoft
رؤية السوق:
وفقًا لـ Fortune Business Insights؛ من المتوقع أن ينمو سوق الحوسبة الكمومية من 486.1 مليون دولار في عام 2021 إلى 3,180.9 مليون دولار في عام 2028 بمعدل نمو سنوي مركب قدره 30.8٪ خلال الفترة من 2021-2028. حيث بلغت قيمة السوق 392.5 مليون دولار أمريكي في عام 2020. وقد وجد 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 ويصبح من الصعب إيجاد حلول للمشكلات الفوضوية، حيث تستغل الحوسبة الكمومية الحلول للمشكلات المعقدة مثل نمذجة البروتينات باستخدام فيزياء ميكانيكا الكم. يمكنه أيضًا تجربة العديد من الحلول في وقت واحد. يمكنه أيضًا دعم البيانات التي تعالجها أنظمة الذكاء الاصطناعي، والتي تتطلب قوة حسابية هائلة.
الخلاصة:
كما نعلم الآن، تضيف الحوسبة الكمومية قيمة للعديد من التطبيقات من خلال استخدامها للكيوبتات التي يمكن أن تكون 1 و 0 في نفس الوقت، ولكن لا يمكننا التنازل عن عيوب الحوسبة الكمومية. أحد أكثر الأجزاء صعوبة هو طبيعتها القوية، فمن الصعب جدًا هندستها. أيضًا، سيكون لوحدة المعالجة المركزية الكمومية مشاكل كفاءة وتسخين خاصة بها.
وبالتالي، فإن الخصائص التي تجعل الأنظمة الكمومية قادرة تجعلها أيضًا حساسة وتتسبب في انهيار النظام بأكمله.
المؤلف:ريا سينغ