عمود الضيوف الخاص بتفاصيل الكم: "صعود الحوسبة الكمومية وآفاقها" - داخل تكنولوجيا الكم

"تفاصيل الكم" عبارة عن عمود ضيف تحريري يضم رؤى حصرية ومقابلات مع باحثين ومطورين وخبراء كميين يبحثون في التحديات والعمليات الرئيسية في هذا المجال. في هذا المقال بقلم شوبهام موندي، كبير محللي أبحاث السوق في مستقبل أبحاث السوق® (MRFR)، يناقش تاريخ الحوسبة الكمومية. 

لقد شهد العالم تطورات رائعة في مجال مجال الحوسبة. منذ اختراع الكمبيوتر الأول وحتى تطوير أجهزة الكمبيوتر العملاقة، تجاوز كل ابتكار حدود ما هو ممكن. لقد أحدث تطور أجهزة الكمبيوتر ثورة كاملة في حياة الإنسان بما يتجاوز الخيال ويستمر في لعب دور مهم في كل جانب من جوانب الحياة البشرية تقريبًا. شكلت أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية القرن العشرين، وفي بداية القرن الحادي والعشرين، أدرك الناس أن أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية لها حدودها وكادت أن تصل إليها، لذلك كانوا بحاجة إلى جهاز كمبيوتر جديد أقوى من الكمبيوتر الكلاسيكي. دفعت القيود المفروضة على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية العلماء إلى تطوير نوع جديد من الحوسبة يسمى الحوسبة الكمومية.

ما هي الحوسبة الكمومية؟

الحوسبة الكمومية هي مجال متعدد التخصصات يشمل جوانب علوم الكمبيوتر والفيزياء والرياضيات التي تستخدم ميكانيكا الكم لحل المشكلات المعقدة بشكل أسرع من أجهزة الكمبيوتر التقليدية. يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية معالجة المعلومات أسرع بملايين المرات من أجهزة الكمبيوتر التقليدية. وذلك لأن أجهزة الكمبيوتر الكمومية تستخدم الكيوبتات، وهي عادةً جسيمات صغيرة (الذرات أو الأيونات أو الفوتونات أو الإلكترونات) التي تحمل المعلومات وتتصرف وفقًا لقوانين فيزياء الكم. لذلك، يمكنه التعامل مع كمية أكبر بكثير من المعلومات بشكل أسرع بكثير من الكمبيوتر الكلاسيكي. 

شركات مثل آي بي إم، وجوجل، وإنتل، مد الموجة نظمو مایکروسافت يتسابقون لبناء أدوات الحوسبة الكمومية. ومع ذلك، آي بي إم تلقى الاهتمام عندما أعلنوا في البداية عن جهاز كمبيوتر كمي متاح للجمهور كخدمة سحابية للباحثين في عام 2016. بعد ذلك، أدركت الشركات العالمية الإمكانات الكاملة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية في حل المشكلات المعقدة التي لا تستطيع أجهزة الكمبيوتر التقليدية حلها، والعديد من الشركات تستخدم بالفعل هذه التكنولوجيا الثورية. شركات مثل مرسيدس بنز، وبوينغ، وشركة JSR، وميتسوبيشي كيميكال، وإكسون موبيل، وCERN استخدم بالفعل ال التكنولوجيا لحل المشكلات المعقدة مثل تعقيدات سلسلة التوريد، واكتشاف أسرار الكون، وتحسين كيمياء البطارية، وما إلى ذلك. 

في البداية، العلماء تستخدم لاقتراح لا تعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية مفيدة تجاريًا إذا كانت سعتها لا تصل إلى 1,000 كيوبت على الأقل.. ومنذ ذلك الحين، أصبحت أجهزة الكمبيوتر الكمومية ذات الكيوبتات الأعلى ضرورة للشركات العالمية. حققت العديد من الشركات تقدمًا كبيرًا في نمو الكيوبتات، ولا يزال التطوير مستمرًا. وتعد شركة IBM في طليعة الشركات التي حققت هذا الإنجاز مؤخرًا أدخلت آي بي إم كوندور، معالج كمي فائق التوصيل بقدرة 1,121 كيوبت على أساس تكنولوجيا بوابة الرنين المتقاطع. يتجاوز كوندور حدود الحجم والإنتاجية في تصميم الرقاقة مع زيادة بنسبة 50 بالمائة في كثافة الكيوبت. بفضل الأداء الذي يمكن مقارنته بأداء Osprey السابق الذي يبلغ 433 بت، فهو بمثابة علامة فارقة جديدة وحل الحجم وإبلاغ تصميم الأجهزة في المستقبل.

حالات الاستخدام المحتملة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية

مع التقدم التكنولوجي في أجهزة الكمبيوتر الكمومية، نمت حالات الاستخدام المحتملة بشكل كبير. يمكن أن تكون أجهزة الكمبيوتر الكمومية مفيدة للغاية لكل صناعة في حل المشكلات المعقدة للغاية وإيجاد جميع الحلول الممكنة. اليوم، أصبحت صناعات مثل الطاقة والسيارات والكيماويات والنقل والخدمات اللوجستية والرعاية الصحية والفضاء والدفاع وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات والزراعة والتصنيع والإلكترونيات هي المستخدمين النهائيين الرئيسيين. علاوة على ذلك، فإن أجهزة الكمبيوتر الكمومية لا تحظى فقط باعتماد واسع النطاق بين قطاعات الأعمال. تتمتع التكنولوجيا بالقدرة على معالجة المشكلات العالمية أيضًا وخلق مستقبل أكثر استدامة. أجهزة الكمبيوتر الكمومية قوي جدا التي يمكن أن تساعد في معالجة المشاكل المعقدة مثل المرض والغذاء و الأزمات المناخية. أصبحت أزمة المناخ واحدة من القضايا الرئيسية الرئيسية لسكان العالم. يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية معالجة هذه المشكلات المعقدة من خلال تقديم جميع الحلول الممكنة. يمكن أن يكون مفيدًا لمختلف التطبيقات مثل التنبؤ بالطقس وإدارة النفايات وإدارة المياه. 

مع مرور الوقت، سيؤدي التقدم في أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي تحتوي على أعداد أكبر من الكيوبتات إلى فتح إمكانيات كبيرة تبدو اليوم وكأنها خيال علمي فقط. ومع ذلك، فإن التقدم في عدد الكيوبتات يمكن أن يكون أيضًا مصدر قلق جدي للمستقبل. وفقًا البحث، التي أجرتها شركة Universal Quantum، جامعة ساسكس وشركة Qu&Co، يمكن لجهاز كمبيوتر كمي يحتوي على 13 مليون كيوبت مادي أن يكسر تشفير البيتكوين في غضون يوم واحد؛ وسيستغرق الأمر حاسوبًا يحتوي على 300 مليون كيوبت لكسرها في غضون 60 دقيقة. تحتوي أجهزة الكمبيوتر الكمومية الحديثة اليوم على 1,121 كيوبت فقط ويمكن اعتبارها آمنة من أي هجوم كمومي في الوقت الحالي، لكن تقنيات الحوسبة الكمومية تتوسع بسرعة مع حدوث اختراقات منتظمة تؤثر على مثل هذه التقديرات وتجعلها سيناريو محتمل للغاية خلال العشر سنوات القادمة. السنوات التي تشتمل على تشفير Bitcoin والتقنيات الأكثر انتشارًا مثل تشفير RSA. 

مع التقدم الهائل في أجهزة الكمبيوتر الكمومية، لا تزال هناك العديد من التحديات التي يجب التغلب عليها. تظل العقبات التقنية مثل قابلية التوسع وتصحيح الأخطاء والحفاظ على تماسك الكيوبت تحديات كبيرة تتطلب البحث والتطوير المستمر. هناك أيضًا فجوة هائلة في المواهب، حيث تعد القوى العاملة الماهرة ذات الخبرة في الأجهزة والبرامج والخوارزميات الكمومية أمرًا بالغ الأهمية، ولكنها غير متوفرة حاليًا. إن المخاوف بشأن الأمن الكمي وسوء الاستخدام المحتمل للتكنولوجيا تحتاج إلى دراسة متأنية وتطوير مسؤول.

على الرغم من التحديات، يبدو مستقبل الحوسبة الكمومية مشرقًا. ومع استمرار الاستثمار والبحث والتعاون، يمكن توقع تقدم كبير في السنوات القادمة. في حين أن الأمر قد يستغرق بعض الوقت قبل أن تصبح أجهزة الكمبيوتر الكمومية في كل مكان، إلا أن قدرتها على إحداث ثورة في مختلف الصناعات وحل المشكلات المعقدة أمر لا جدال فيه. ومع إمكانية تحقيق تقدم رائد وتطبيقات تحويلية، من المتوقع أن يحقق سوق الحوسبة الكمومية نموًا كبيرًا خلال السنوات القادمة. وفقا لتقديرات MRFR، من المرجح أن ينمو سوق الحوسبة الكمومية العالمي بمعدل نمو سنوي مركب كبير يبلغ 31.3٪ بحلول عام 2032. ويتأثر السوق بعوامل مثل ارتفاع الطلب على الطاقة الحاسوبية، وزيادة الاستثمارات الحكومية والخاصة، والتقدم في تكنولوجيا الكيوبت، وتطوير الخوارزميات والبرمجيات الكمومية. 

شوبهام موندي هو أحد كبار محللي أبحاث السوق ويتمتع بخلفية تقنية في مجال تكنولوجيا المعلومات وأشباه الموصلات ومجالات السيارات، ويتمتع بخبرة تزيد عن 5 سنوات في أبحاث السوق والتحليلات. وتشمل مسؤولياته استخراج البيانات والتحليل وتنفيذ المشاريع. وقد أجرى أبحاثًا في العديد من الصناعات التكنولوجية، بما في ذلك Metaverse، الويب 3.0، أمان الثقة الصفرية، الأمن السيبراني، blockchain، الحوسبة الكمومية، الروبوتات، تقنية 5G، الحوسبة عالية الأداء، مراكز البيانات، الذكاء الاصطناعي، الأتمتة، معدات تكنولوجيا المعلومات، أجهزة الاستشعار، أشباه الموصلات. والسيارات الكهربائية وغيرها الكثير. وقد ساهم في مشاريع لشركات Fortune 500 وقدم رؤى قيمة للعملاء العالميين، بما في ذلك المشاريع النقابية والاستشارات والمشاريع الحكومية.

الوسوم (تاج): MRFR, الاحصاء الكمية, تفاصيل الكم, شوبهام موندي

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/quantum-particulars-guest-column-the-rise-of-quantum-computing-and-its-prospects/