التخطي إلى المحتوى الرئيسي

ما هو الفرق بين الحوسبة الكلاسيكية والكمومية؟ وكيف ستؤثر على مستقبل الحوسبة وعلم البيانات؟

مع اقتراب وصول الحوسبة الثنائية أو الكلاسيكية إلى حدود أدائها، أصبحت
الحوسبة الكمومية واحدةً من الاتجاهات الرقمية الأسرع نموًا ومن المتوقع
أنْ تكون الحل لتحدّيات ما يُعرف بالبيانات الكبيرة (Big Data) في
المستقبل

ما هو الفرق بين الحوسبة الكلاسيكية والكمومية؟ وكيف ستؤثر على مستقبل
الحوسبة وعلم البيانات؟ بواسطة أراجيك - نثري المحتوى العربيفي كل يوم
يُنشئ البشر أكثر من 2.5 إكسابايت من البيانات ويستمر هذا العدد في النمو
مع الاستخدام المتزايد لإنترنت الأشياء وتقنية الاتصالات 5G. ويُعد
التعلّم الآلي والذكاء الصناعي إحدى الطرق المساعِدة في إدارة البيانات
وتحليلها، لكن مع الابتكار السريع والمستمر في التقنيات قد تصبح البيانات
مُعقّدة بشكلٍ متزايد لجمعها وتحليلها بواسطة الحواسيب الحالية.

الحوسبة الكلاسيكية

من المعلوم أنِّ أجهزة الحواسيب الحالية تُخزّن البيانات بالنظام 0 أو 1،
تُعرف القيمة الواحدة بالبت وهي أصغر وحدة في نظام الحاسوب الكلاسيكي
ومجموع أكثر من قيمتين تعرف بالبتّات.

وتسمى سلسلة المجموعة من البتّات معًا بالرمز الثنائي. على سبيل المثال،
يتم تخزين الحرف "A" في الحوسبة الكلاسيكية في شكل ثنائي بالرمز 0100
0001، ويكمن التحدي في الحوسبة الكلاسيكية في أنّه يمكن تشغيل عملية
حسابية واحدة فقط في كل مرة. لذلك عندما تكون هناك مجموعة كبيرة من
البيانات التي تحتاج إلى عمليات حسابية مُعقّدة فإنَّ هذا يؤثر بالسلب
عليها ويُقلّل من قدرتها الحسابية.

الحوسبة الكمومية

الحوسبة الكمومية تعمل بطريقة مغايرة لأجهزة الحواسيب الحالية، من خلال
الاستفادة من خواص الذرّات والجزيئات الفردية التي تُعرف بميكانيكا الكم،
حيث بإمكانها تخزين المعلومات ومعالجتها في وقتٍ واحد بطرق يُستحال
تنفيذها مع أجهزة الحواسيب الحالية. يمكن للبت الكمومي أو اختصارًا
بالكيوبت وهو أصغر وحدة في نظام الحاسوب الكمومي، أنْ يتخذ العديد من
الأشكال مثل الذرّات، الأيونات، الفوتونات، وحتى الإلكترونات الفردية
التي تتحرّك في الدارات الكهربائية. بعكس البتّات الكلاسيكية يمكن أنْ
تكون الكيوبتّات في حالة 0 و 1 في نفس الوقت! لذا فإنَّ ما تقيسه يحدّد
ما سيكون عليه الناتج النهائي للكيوبت من خلال خاصيتي التراكب والتشابك
الكمومي.

الحالات المتعددة

بفضل خاصية التراكب الكمومي الموجودة في فيزياء الكم، يمكن أنْ تكون
الكيوبتّات في حالات متعدّدة في نفس الوقت بقيمة 0 و 1، لأي مجموعة من
الأرقام الثنائية. لتبسيط هذا المفهوم، تخيّل أنَّ هناك حاسوب كمومي يلعب
الشطرنج، من خلال خاصية التراكب سيكون قادرًا على تحليل كل حركة ممكنة في
وقتٍ واحد من الطرف الآخر، ثم اختيار الأفضل. بعكس جهاز الحاسوب الحالي
الذي يحتاج إلى تحليل واتخاذ الحركات واحدة تلو الأخرى.

القوة الأسية

خاصية أخرى غريبة للكيوبت تسمّى التشابك الكمومي وهي مقدرتها على
الارتباط حتى على مسافات ضخمة- حيث لا يوجد أي احتمال لاتصال مادي-
وعندما يتم ربط وحدتي كيوبت معًا فإنهما سيشتركان في حالة أو قيمة مماثلة
إما 1 أو0. وكل كيوبت يتم إضافته إلى المجموعة سيُضاعف بشكل أُسي من
قدرات المعالجة. فيمكن لزوج من الكيوبت تجسيد أربع حالات، بينما ثلاث
كيوبتّات تجسّد ثماني حالات، أما إذا كان عدد الكيوبتّات 300، فإنّها
تجسّد عدد حالات أكثر من عدد الذرّات الموجودة في الكون!

آلة تورينج

في عام 1930 اخترع البريطاني آلان تورينج جهازه الذي سمّي بآلة تورينج ،
وكان له الفضل في التمهيد لاختراع جهاز الحاسوب. تتألّف مكوّناتها من
شريط بطول غير محدود مقسّم إلى مربعات فردية. تحمل كل من هذه المربعات
قيمة 1 أو 0. بعدها يتم وضع الشريط داخل جهاز لقراءة بيانات المربعات
الفردية، ومن ثم إرسال مجموعة الأرقام الثنائية إلى آلة تقوم بتنفيذها
واحدة تلو الأخرى، بطريقة مشابهة لما يفعله جهاز الحاسوب أو الهاتف
الذكي، فهو يأخذ سطر واحد من التعليمات البرمجية في كل مرة ويقوم
بمعالجته.

لكن ماذا لو تم منح آلة تورينج قدرات الحوسبة الكمومية؟ ستصبح المربعات
الفردية غير مقتصرة على الاحتفاظ بـ 1 أو 0 فقط، وانّما كلتا الحالتين في
نفس الوقت! مما يسمح لجهاز تورينج النظري إجراء كمية هائلة من الحسابات
في وقتٍ واحد، بشكلٍ يجعله أقوى نظريًا من أحدث أجهزة الحواسيب العملاقة
اليوم.

أهم التطبيقات الواعدة في الحوسبة الكمومية

قد تتساءل عزيزي القارئ عن التأثير الذي يمكن أنْ تُحدثه الحوسبة
الكمومية في مستقبل علم البيانات، اليك أهم التطبيقات الواعدة التي
ستقدّمها أجهزة الحواسيب الكمومية.

تعزيز التشفير

نظرًا لعدم إمكانية ملاحظة أجهزة الحواسيب الكمومية والكيوبتّات
الداخلية، قياسها أو نسخها بشكلٍ مباشر، فهناك إمكانيات هائلة لعصرٍ جديد
من التشفير الكمومي يمكن أنْ يُحدث نقلة ثورية في كيفية الحفاظ على أمن
بياناتنا الرقمية.

كسر التشفير

على الجانب الآخر، تعِد الحوسبة الكمومية بقدرات هائلة لكسر جميع طرق
التشفير الحديثة. يعتمد تشفير اليوم على تحليل الأعداد الثنائية الكبيرة
إلى عواملها الأولية لإبعاد مفاتيح التشفير عن أيدي المتطفّلين، لكن قوة
المعالجة في أجهزة الحواسيب الكمومية تُمكّنها بسهولة من حساب هذه
الأرقام، مما يؤدي إلى كسر العديد من أنظمة التشفير التي نراها اليوم.

محاكاة النظام

ستكون أجهزة الكمبيوتر الكمومية أيضًا رائعة لدراسة التفاعل بين الذرّات
والجزيئات بمستوى دقيق في التفاصيل، والتي ستسمح لنا بتطوير أدوية ومواد
جديدة.

حل المشاكل المعقّدة

نظرًا لأنَّ أجهزة الحواسيب الكمومية بإمكانها تحليل الكثير من البيانات
في وقتٍ واحد، فإنَّ هذا يجعلها رائعة لاستكشاف الخوارزميات ومجموعات
البيانات المعقّدة للغاية.

الطب الحديث

يمكن للحوسبة الكمومية أنْ تساعد في تطوير علاجات السرطان، عن طريق البحث
في أسرار البروتينات داخل الحمض النووي، والتي ستسمح بتعيين وتعديل
البروتينات بالكامل مثلما يفعل العلماء حاليًا في الجينات.

في الأخير، مع اقتراب وصول الحوسبة الثنائية أو الكلاسيكية إلى حدود
أدائها، أصبحت الحوسبة الكمومية واحدةً من الاتجاهات الرقمية الأسرع
نموًا ومن المتوقع أنْ تكون الحل لتحدّيات ما يُعرف بالبيانات الكبيرة
(Big Data) في المستقبل. على الرغم من أنّها لا تزال في بداياتها، إلا أن
الولايات المتحدة تُخطّط لاستثمار أكثر من 1.2 مليار دولار في الحوسبة
الكمومية على مدى العشر سنوات القادمة في سباق عالمي لبناء أفضل تقنية
كمومية في العالم.

ما هو الفرق بين الحوسبة الكلاسيكية والكمومية؟ وكيف ستؤثر على مستقبل
الحوسبة وعلم البيانات؟ بواسطة أراجيك - نثري المحتوى العربي

تعليقات

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

شاهد مقارنة بين متوسط سعر المتر للأراضي السكنية في أحياء الرياض وجدة في 2020 و 2021

كشفت الهيئة العامة للعقار، عن متوسط سعر المتر للأراضي السكنية في عدد من أحياء مدينتي الرياض وجدة. ووفقاً للأرقام التي أوردتها الهيئة، فقد تراوحت نسبة ارتفاع سعر المتر عام 2021 في بعض مدن الرياض ما بين 1.1% و 41.0%. بينما تراوحت نسبة ارتفاع سعر المتر عام 2021 في بعض مدن جدة ما بين 3.8% و 39.7%. – متوسط سعر المتر للأراضي السكنية في عدد من أحياء مدينة الرياض: القيروان : 2,787 ريال عام 2020 – 3,930 ريال عام 2021 الربوة : 1,924 ريال عام 2020 – 2,632 ريال عام 2021 الروابي : 1,939 ريال عام 2020 – 2,607 ريال عام 2021 العليا : 2,192 ريال عام 2020 – 2,948 ريال عام 2021 النرجس : 2,333 ريال عام 2020 – 3,136 ريال عام 2021 الملك فهد : 1,954 ريال عام 2020 – 2,543 ريال عام 2021 إشبيلية : 1,990 ريال عام 2020 – 2,583 ريال عام 2021 الملقا : 3,392 ريال عام 2020 – 4,393 ريال عام 2021 الياسمين : 2,812 ريال عام 2020 – 3,531 ريال عام 2021 النخيل : 3,607 ريال عام 2020 – 4,517 ريال عام 2021 – متوسط سعر المتر للأراضي السكنية في عدد من أحياء مدينة جدة: الواحة : 3,058 ريال عام 2020 – 3,174 ريال عام 2021 طيبة : 1,0...

مشاهدة مباراة اليوم على موقع يلا شوت ارابيا حصريا بجودة عالية

اتش يلا شوت ارابيا hdkoora واحد من أكبر وأهم المواقع المتخصصة في البث المباشر للمباريات في كل البطولات البطولات العالمية والمحلية والدولية الخاصة بالأندية والمنتخبات ففي موقع اتش يلا شوت ارابيا yalla-shoot-arabia ستجدون كل ما يسركم من خلال مشاهدة مباريات اليوم بتقنية عالية بدون إعلانات مزعجة سواء دوري أبطال أوروبا بما فيه من أندية كبيرة مثل تشيلسي ومانشستر سيتي وريال مدريد وبرشلونة وليفربول وبايرن ميونخ وغيرهم من الأندية الأوروبية الكبيرة أو دوري أبطال أفريقيا عبر ات يلا شوت ارابيا yalla-shoot-arabia من خلال تواجد الأهلي والزمالك والترجي والنجم الرياضي الساحلي وصن داونز وكايزر تشيفز والوداد والرجاء وغيرهم من الأندية العربية والأفريقية الكبيرة ففي موقع اتش دي كورة نقدم بث مباشر مباريات اليوم عبر روابط متعددة من خلال طرق مختلفة حتى نوفر عليكم عناء تقطيع البث في عدد كبير من المواقع لأننا على عهدنا بكم في تقديم خدمة مميزة وفريدة من نوعها عبر اتش يلا شوت ارابيا yalla-shoot-arabia. وإذا كان الحديث عن جدول مباريات اليوم فإننا في اتش يلا شوت ارابيا yalla-shoot-arabia نقدم لكم في أعلى صدر الصفح...

مكتب ترجمة معتمد

مكتب ترجمة معتمد هل تبحث عن مكتب ترجمة معتمد؟ عند الحاجة إلى الحصول على ترجمة معتمدة لأحد المستندات فإن أول ما يشغلنا هو كيفية التأكد من الحصول على ترجمات عالية الجودة؟ لذا نجد كثير من الأشخاص يلجأون إلى الاعتماد على مكتب ترجمة معتمد وذلك لضمان الحصول على ترجمات عالية الجودة وشديدة الدقة. ذلك إلى جانب الحصول على ترجمات خالية من أي نوع من الأخطاء سواء كانت هذه الأخطاء نحوية أو إملائية أو حتى أخطاء إملائية. ذلك بالإضافة إلى العديد من المميزات الأخرى التي تتمتع بها الترجمات الصادرة عن مكتب الترجمة المعتمد. حيث نجد أن جميع الترجمات الصادرة عن مكتب ترجمة معتمد تتسم بالجودة العالية والدقة الشديدة. ويرجع ذلك إلى أن جميع الترجمات الصادرة عن مكتب ترجمة معتمد تكون مترجمة من خلال مترجمين معتمدين ممن يتمتعون بخبرات واسعة. ذلك بالإضافة إلى أن جميع ترجمات المستندات المختلفة الصادرة عن مكتب ترجمة معتمد تكون مترجمة وفقًا لمعايير الترجمة الدولية. إضافتًا إلى ذلك فإنها تكون محققة أيضًا لجميع شروط الترجمة المعتمدة التي تحدد من قِبل السفارات المختلفة. مما يعني أن جميع الترجمات الصادرة عن مركز ترجمة معتمد...