"الكمبيوتر

الكمبيوتر هو جهاز يعمل على معالجة المعلومات وتخزينها، وتتعامل معظم أجهزة الكمبيوتر مع الرموز اعتمادًا على القواعد المنطقية؛ وبذلك تُسمى الأجهزة الرقمية، وتكون الرموز الأساسية الرقمية التي تتعامل معها أجهزة الكمبيوتر هي 0 و 1، ويعود تاريخ بدء استخدام الكمبيوتر إلى القرن التاسع عشر، حيث كانت أجهزة الكمبيوتر هي أجهزة ميكانيكية بحتة، ثم بدأ تطوّر الأجهزة في القرن العشرين وأصبحت أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية كثيرة الاستخدام، وأصبح الملايين من المستخدمين في جميع أنحاء العالم يستخدمون أجهزة الكمبيوتر، كما أنّها أحدثت ثورة تكنولوجية في جميع مجالات الحياة، ومع تطور التكنولوجيا أصبح هناك العديد من أنواع الكمبيوترات التي تخدم مجالًا معينًا، وفي هذا المقال سيتم الحديث عن الكمبيوتر الكمي.

الكمبيوتر الكمي

يمكن تعريف الكمبيوتر الكمي بأنّه الجهاز الذي يستخدم مبادئ ميكانيكا الكم في القيام بمعالجة البيانات أو المعلومات التي يتم إدخالها في الجهاز، وقد قام العالم الفيزيائي الأمريكي ريتشارد فاينمان في عام 1959م باقتراح تصميم أجهزة كمبيوتر تعمل على مبدأ ميكانيكا الكم، فيكون الجهاز أكثر قوةً في القيام بالعمليات الحسابية المختلفة، فبالمقارنة مع الكمبيوتر الرقمي التقليدي الذي يستخدم النظام الثنائي فيكون الكمبيوتر الرقمي الذي يبلغ حجمه 4 كيلو بايت يحتوي على سجل من 16 رقم مختلف في وقت واحد، أمّا الكمبيوتر الكمي الذي يبلغ حجمه 30 كيلو بايت سوف يعمل ككمبيوتر رقمي حجمه 10تريليونات من البايت؛ أيّ أنّه أسرع من أجهزة الكمبيوتر العملاقة، وذلك بسبب عمل الكمبيوتر الكمي على العديد من القيم على التوازي.


 

وفي عام 1985م تطوّرت الحواسيب الكمومية بشكل كبير، وأصبحت التأثيرات الميكانيكية الكمومية التي تقدمها هذه الأجهزة فعالة بشكل كبير وآمنة ومفيدة بالقيام بالحسابات الهائلة بما يُعرف باسم تشفير الكم، ولكن يجب أن يُحافظ الحاسوب الكمي على الترابط بين وحداته المختلفة، كما يجب معرفة الطرق التي يتم بها اكتشاف الأخطاء وتصحيحها في الحاسوب الكمي، وتطوير طرق استخراج المعلومات منها، وقد تم إنشاء أول حاسوب كمومي يمكن تحميل البيانات عليه واستخلاص النتائج في عام 1998م من قِبل كل من إسحاق تشوانغ ونيل غيرشنفيلد ومارك كوبينيك عن طريق حل عدد كبير من جزيئات مادة الكلوروفورم بالماء وتطبيق مجال مغناطيسي للتحكم بدوران نوى الكربون والهيدروجين، كما تم تطبيق نبضات التردد الراديوي لخلق حالات متوازية لتنفيذ الخوارزمية والحصول على النتائج من الحاسوب الكمي، ويمكن استخدام جزيئات أكثر قابلية للمعالجة لتطوير الحواسيب الكمية المُصنّعة.

حدود سرعة الكمبيوتر الكمي

تعود بداية تاريخ نظرية الكم إلى عام 1927م والتي قام العالم الفيزيائي الألماني هايزنبرغ باكتشاف مبادئها على المستوى الذري ودون الذري، والتي تتجاوز قدرة الدماغ البشري على الفهم الكامل لمثل هذه الظاهرة الفيزيائية، وفي اختراع الكمبيوتر الكمي فإنّ سرعة القيام بالحسابات على هذا الجهاز فائقة جدًا حيث إنّ أطول وقت يكون ربع المليون من الثانية، ولكن يوجد حدّ أقصى للسرعة الكمية يعمل على إبطاء السرعة للحسابات الكمية، وقد تم استخدام أنواع مختلفة من المواد في المجالات الكهربائية والمغناطيسية لتحديد حد السرعة الكمية في ظل ظروف مختلفة، وبعد العديد من الأبحاث لم يتوصل الباحثين إلى ما إذا كان حد السرعة الكمية مرتفعًا جدًا أو لا يمكن تحقيقه، كما أنّ هناك العديد من العوامل البيئية غير المتوقعة التي يمكن أن تُساعد في تسريع العمليات الحسابية الكمية.

"