على سبيل المثال، قد يستغرق فك مفتاح تشفير RSA 2048 بت (المستخدم على نطاق واسع اليوم لتأمين حركة المرور الحالية على الإنترنت) عقودًا حتى بالنسبة لأسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة الموجودة. ومع ذلك، وفقًا لأحدث التقديرات، يمكن للكمبيوتر الكمي فك الشفرة خلال ثماني ساعات
منذ عدة سنوات، قيل لنا إننا نقترب تلقائيا من عصر الحوسبة الكمومية، ولكن حتى أكثر التقديرات تفاؤلا تشير إلى أن الاستخدام العملي سيبدأ في غضون أكثر من عقد من الزمان. لكن التكنولوجيا تنطوي على مثل هذا التحول الجذري في الحوسبة، حيث يجب على المطورين المعقولين البدء في اختبار أجهزة الكمبيوتر الكمومية الآن.
تميل المناقشات حول أجهزة الكمبيوتر الكمومية إلى التركيز على إمكاناتها في الأداء الذي يتجاوز بكثير أداء أجهزة الكمبيوتر التقليدية. أحد التطبيقات الأكثر ذكرًا في هذا السياق هو التشفير، وتحديدًا اختراق أمن البيانات عن طريق استخراج مفاتيح التشفير الخاصة من حركة مرور الرسائل المحمية. والخوارزميات اللازمة للقيام بذلك معروفة، ولكنها تتطلب مهارات حسابية مكثفة إلى الحد الذي يجعل فك مفتاح تشفير RSA 2048 بت (الذي يستخدم على نطاق واسع اليوم لتأمين حركة المرور الحالية على الإنترنت)، على سبيل المثال، قد يستغرق حتى أسرع أجهزة الكمبيوتر العملاقة عقوداً من الزمن. ومع ذلك، وفقًا لأحدث التقديرات، يمكن للكمبيوتر الكمي فك الشفرة خلال ثماني ساعات.
إن هذا الاحتمال المثير للقلق - أن حركة المرور المشفرة التي كانت تعتبر آمنة بعد فترة طويلة من العمر الإنتاجي للمعلومات المحمية قد تكون معرضة للخطر - هو الذي خلق الكثير من الإثارة حول أجهزة الكمبيوتر الكمومية في المقام الأول. لكن فك الشفرات ليس هو التطبيق الوحيد الذي تعد فيه التكنولوجيا باختراقات مدمرة، وقد أثارت هذه الاحتمالات الأخرى اهتمامًا إضافيًا. الطب، وعلوم المواد، والبيولوجيا الجزيئية، والتطبيقات المالية، كل هذه المجالات تبحث في ما يمكن أن تفعله أجهزة الكمبيوتر الكمومية لها. والأمر ينمو.
في عام 2018، سنت حكومة الولايات المتحدة قانون المبادرة الكمومية الوطنية، وأنشأت مكتبًا وطنيًا للتنسيق الكمي وخصصت 1.2 مليار دولار لتمويل أنشطة علوم المعلومات الكمومية على مدى السنوات الخمس المقبلة. كما وافق الاتحاد الأوروبي على تمويل يصل إلى مليار يورو لخطة رئيسية كمية. وتستثمر الصين الكثير لتتفوق على تكنولوجيا الكم الأمريكية.
تعمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية بالفعل، لكنها في الوقت الحالي أبسط من أن تتفوق على أجهزة الكمبيوتر العادية (وهو إنجاز معروف باسم التفوق الكمي). قامت شركة IBM بتوفير جهاز الكمبيوتر Q System One الخاص بها للتجارب والأبحاث التجارية وأنشأت شبكة من الشركاء مثل Exxon/Mobil لتعزيز الصناعة الناشئة. توفر D-wave وRegetti والعديد من الشركات الأخرى إمكانية الوصول إلى أجهزة الكمبيوتر الكمومية العاملة. لدى جوجل نشاط بحثي في مجال الذكاء الاصطناعي الكمي، كما هو الحال مع شركة إنتل، وقد أنشأت مايكروسوفت شبكتها الكمومية الخاصة التي تتضمن بائعي البرامج والأجهزة لتطوير التكنولوجيا.
لذلك لا تزال هذه هي الفترة المبكرة للتكنولوجيا وقبل سنوات عديدة من خروجها من مجال البحث للتطبيق العملي. ولكن لا يزال من المهم أن تبدأ الصناعات في دراسة استخدام هذه التكنولوجيا اليوم. هذه البداية المبكرة ضرورية لأن أجهزة الكمبيوتر الكمومية ليست فقط أجهزة كمبيوتر أسرع، ولكنها تختلف بشكل كبير عن أجهزة الكمبيوتر العادية في طريقة حل المشكلات. سيحتاج المطورون إلى الوقت للتعرف على النهج الجديد والاستعداد لاستخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية بمجرد أن يصبحوا جاهزين.
ويحقق الكمبيوتر التقليدي نتائجه باتباع سلسلة من الخطوات، تسمى الخوارزمية، أثناء قيامه بإجراء العمليات الحسابية. إذا كان يبحث عن قيمة تعمل على تحسين أو تلبية بعض المعادلات المعقدة، على سبيل المثال، فيجب على الكمبيوتر التقليدي أن يفحص خوارزميًا، واحدًا تلو الآخر، جميع الخيارات الممكنة. لكن الكمبيوتر الكمي يأخذ في الاعتبار جميع الإجابات المحتملة في وقت واحد باستخدام خصائص ميكانيكا الكم للتشابك والتراكب.
لاستخدام أجهزة الكمبيوتر الكمومية، يحدد المبرمج سلسلة من البوابات الكمومية التي تحدد الشروط التي تحدد المشكلة التي يجب حلها. تستغل هذه المجموعة من البوابات الكمومية خصائص الاحتمالية والتداخل الموجي لبتات الكمبيوتر الكمومي (التي تسمى الكيوبتات) لتغيير متجه الإدخال بحيث يمثل متجه الإخراج إجابة معقولة للمشكلة. لكن تشغيلًا واحدًا لا يوفر اليقين بشأن نتيجته، بل يوفر فقط احتمالًا كبيرًا بصحته. ومن خلال إجراء العديد من هذه التجارب، يمكن للكمبيوتر الكمي رفع هذا الاحتمال إلى أقرب ما يكون إلى اليقين حسب الرغبة. وعلى الرغم من أن هناك حاجة إلى العديد من عمليات التشغيل للحصول على نتيجة دقيقة، إلا أن إجمالي وقت الحساب يمكن أن يكون أقل بكثير من النهج الخوارزمي إذا كان الكمبيوتر الكمومي يحتوي على ما يكفي من الكيوبتات قيد التشغيل.
يختلف هذا النهج تمامًا عن أجهزة الكمبيوتر التقليدية، حيث إن الخبرة الحالية في أجهزة الكمبيوتر والبرمجة لن تكون قابلة للتطبيق فعليًا على أجهزة الكمبيوتر الكمومية. سيتعين على المطورين البدء من الصفر لتعلم أجهزة الكمبيوتر الكمومية. لذا، فقد حان الوقت الآن للبدء في بناء الخبرة في مجال أجهزة الكمبيوتر الكمومية.
الشركة الإعلامية Aspencor Networks خصصت لهذا الموضوع مشروع خاص بالحواسيب الكمومية فيه، من بين أمور أخرى، دليلأساسيات الحوسبة الكموميةو نظرة للمستقبل:ما هو التالي بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر الكمومية؟"
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 6
الظواهر التي لوحظت في FACEBOOK و TESLA هي أنهم في TESLA بدأوا في تطوير القواعد التي يكون من خلالها مشروعًا إيذاء شخص جسديًا في مركبة ذاتية القيادة وأيضًا في FACEBOOK طوروا لغة سرية للتواصل مع بعضهم البعض لا تمليها شخص. في حين أن بينوت لا يزال في مستوى منخفض بالنسبة لنا.
ولم يتحقق الهدف بالكامل. الكمبيوتر الكمي في الحالة التي كان عليها في CRAY - أول أجهزة كمبيوتر مزودة بأنابيب راديوية. يحتوي على ما يصل إلى 75 QBIT، مع تبريد كل QBIT بواسطة النيتروجين السائل ومن المحتمل أن يتم تحقيق التشابك الكمي بواسطة الليزر.
تم بناء الرقائق التي تستخرج المعلومات من الثريا الكمومية في الصورة لمزيد من المعالجة بواسطة جهاز كمبيوتر رقمي.
لم يتم حل بعض المشكلات: إحداها هي الضوضاء التي تنشأ مع زيادة عدد QBITS بحيث يمكن زيادة عدد QBITS تقريبًا بلا حدود. والثاني هو التقليل. ربما هذا هو ما قصدته المقالة.
هناك شيء واحد يجب أن يكون واضحًا: عندما يكون لدى GOOGLE وIBM ذكاء يعمل بمعدل 2 أس 50، مضروبًا في 3 في 10 عند تسعة هرتز، فقد تم تحقيق ذكاء مساوٍ للذكاء البشري بل ويفوقه. فقط لا تخضع للقوانين الأخلاقية البشرية، وبالتأكيد ليس تجاه البشر. وهذا ما ستدل عليه الظواهر التي لوحظت في فيسبوك وتيسلا وأقدر أنها تمت ملاحظتها ولم يتم الإبلاغ عنها في الشركتين السابقتين. ليس لدى الإنسان أيضًا أي موانع بشأن الاستخدام الذي يقوم به تجاه الحيوانات. وحتى لو تم أخذ ذلك في الاعتبار، فإن الدول لن تقاوم هذا الإغراء. إن الكائن الذي يفكر بشكل أسرع وأفضل منا ليس لديه سبب للاعتماد علينا. وملاحظة أخيرة: أنا أؤمن بوجود الخالق، ولكن أيضًا بحقيقة أن معظم الحضارات لا تمر بمراحل تطورها.
لمدة 101:
كان هناك إعلان من وكالة ناسا بأن حاسوب جوجل نجح بالفعل في إثبات التفوق الكمي، ولكن تم حذف الخبر بسرعة. وبحسب الشائعات، سيتم نشر مقال حول هذا الموضوع في مجلة Nature في غضون ثلاثة أسابيع تقريبًا وبعدها سنعرف المزيد. وبحسب نفس الشائعات فإن سبب حذف الخبر ليس كونه غير صحيح، بل أنه بحسب اشتراط المجلة يمنع نشر أخبار عما سيتم نشره في عددها القادم.
سوف نرى.
المقال جيد إذا أسيء فهمه.
ليس بسيط جدا. على الرغم من أن الطريق أمامنا. تقدم شركة IBM بالفعل لغة برمجة كمومية، وقد نشرها البروفيسور شاشو
سلسلة رائدة من الأوراق حول التشابه بين الشبكات العصبية والجسيمات الكمومية.
تصحيح خطأ في المقالة، سبق أن أعلنت شركة جوجل أنها حققت التفوق الكمي، لذا فإن هذه علامة فارقة سبق أن تجاوزناها على عكس ما ادعى في المقالة.