بالنسبة لمعظم المستخدمين، يقتصر التفاعل اليومي مع التكنولوجيا على أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية والأجهزة المماثلة العادية.
قليلون هم من يدركون التحديات والتكاليف المرتبطة بتطويرها وتنفيذها أجهزة الكمبيوتر الكموميةكلما كانت القدرة على تغيير العالم أكبر، كلما زاد الاستثمار الذي يجب القيام به. يكفي أن نقول 8700 دولار للأقل مهارة.
أجهزة الكمبيوتر الكمومية هي أجهزة تكنولوجية متقدمة تستغل خصائص أجهزة الكمبيوتر الكمومية ميكانيكا الكم لإجراء العمليات الحسابية. على عكس أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، التي تستخدم البتات في حالات محدودة من 0 أو 1 لمعالجة المعلومات، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية الكيوبتات.
البت هو الوحدة الأساسية للمعلومات في نظرية الحوسبة والمعلومات. يأتي اسمها من اختصار “الرقم الثنائي” باللغة الإنجليزية. يمكن أن يحتوي البت على قيمة واحدة فقط من قيمتين محتملتين، يشار إليهما عادةً بـ 0 أو 1.
تخيل أنك تستخدم جهاز كمبيوتر لتخزين معلومات حول ما إذا كان الضوء مضاءً أم مطفأً. مع بت واحد، يمكنك تمثيل كلتا الحالتين. إذا قمنا بتعيين قيمة 0 للإشارة إلى أن المصباح “مطفأ” وقيمة 1 للإشارة إلى أنه “قيد التشغيل”، فإننا نحتاج فقط إلى تلك البتة الواحدة لتخزين تلك المعلومات.
تخيل أنك تحاول العثور على أسرع طريق بين نقطتين على الخريطة مع العديد من المسارات المحتملة. في الكمبيوتر التقليدي، تتطلب هذه المشكلة تحليل كل مسار على حدة، واحدًا تلو الآخر، لتحديد أيهما أسرع.
باستخدام الكمبيوتر الكمي، وبفضل الكيوبتات وقدرتها على التواجد في حالات متعددة في وقت واحد، وبفضل التراكب، يمكنك تقييم مسارات متعددة في وقت واحد.
إذا قمنا بتمثيل كل مسار محتمل كحالة مختلفة لنظام البت الكمي، فإن الكمبيوتر الكمي الذي يحتوي على عدد مناسب من البتات الكمومية يمكنه معالجة كل هذه الحالات بالتوازي.
باعتبارها مفهومًا أو وحدات معلومات في الحوسبة الكمومية، لا تحتوي البتات الكمومية على قيمة اقتصادية يمكن تعيينها بشكل مباشر مثل الأشياء المادية أو العملات المعدنية.
ومع ذلك، فإن تطوير وإنتاج وتنفيذ تقنيات الحوسبة الكمومية والكيوبت ينطوي على استثمارات اقتصادية كبيرة ولها قيمة اقتصادية كبيرة.
لإعطائك فكرة، اخترعت شركة SpinQ Technology الصينية حاسوبًا كميًا صغيرًا يحتوي على 2 كيوبت ويكلف 8700 دولار.
بالإضافة إلى تطوير وإنتاج الكيوبتات، هناك عدة عوامل تساهم في ارتفاع تكلفة أجهزة الكمبيوتر الكمومية:
- البرد الشديدتتطلب أجهزة الكمبيوتر الكمومية بيئة درجة حرارة منخفضة تصل إلى الصفر المطلق (-273.15 درجة مئوية) لتعمل بشكل صحيح. وذلك لأن الكيوبتات معرضة جدًا للتدخل من البيئة، وأي نوع من التقلبات الحرارية يمكن أن يغير حالتها.
- عزل التدخل: للحفاظ على التماسك الكمي للكيوبتات وتجنب الاضمحلال (فقدان المعلومات الكمومية)، يجب عزل أجهزة الكمبيوتر الكمومية عن أي نوع من التدخل البيئي مثل المجالات المغناطيسية والإشعاع والاهتزازات.
- البحث والتطوير (البحث والتطوير): الحوسبة الكمومية هي مجال يقع على حدود المعرفة العلمية والتقنية. إن التحقيق في الفيزياء الأساسية وفهمها وتطويرها، فضلاً عن تصميم وبناء بنيات الكمبيوتر الكمي يتطلب استثمارات ضخمة في البحث والتطوير. تكاليف البحث والتطوير كبيرة، ليس فقط لتطوير الأجهزة، ولكن أيضًا للخوارزميات والبرمجيات الكمومية.
تكمن القيمة الاقتصادية للكيوبتات في قدرتها على تشغيل أجهزة الكمبيوتر الكمومية التي يمكنها، نظريًا وفي المستقبل، حل المشكلات المعقدة بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر التقليدية.
قد يكون لدى أجهزة الكمبيوتر الكمومية مجموعة متنوعة من التطبيقات في مجالات مثل التشفير وتحسين النظام وتطوير مواد وأدوية جديدة. يمكن أن يكون للمحاكاة الجزيئية الدقيقة، من بين أمور أخرى، تأثيرات اقتصادية واجتماعية هائلة.
