الحوسبة الكمومية: مستقبل حوسبة البرمجيات الحرة

الحوسبة الكمومية: مستقبل حوسبة البرمجيات الحرة

الحوسبة الكمومية: مستقبل حوسبة البرمجيات الحرة

مؤخرًا ، في مقال سابق وحديث من FromLinux بعنوان «أصدرت Microsoft برنامج التحويل البرمجي Q # ومحاكيات الكم»تحدثنا قليلا عن موضوع«الاحصاء الكمية«. لكن ما هي الحوسبة الكمومية وما هي الفوائد والتطورات التي تجلبها؟ ما نوع الأجهزة والبرامج التي تستخدمها؟ والأهم بالنسبة لنا: هل هناك تطورات أو مساهمات للبرمجيات الحرة في مجال الحوسبة الكمية؟

في هذا المنشور سوف نتناول بإيجاز كل هذه الأسئلة حتى يتسنى كما هو الحال مع التقنيات الجديدة الأخرى ، مثل الحوسبة الفائقة ، والذكاء الاصطناعي ، والبيانات الضخمة ، و blockchain ، وتكنولوجيا 5G ، من بين أمور أخرى ، يمكننا أن نتعرف على المعرفة وتعميقها وامتلاكها عنهم.

الحوسبة الكمومية: مقدمة

الاحصاء الكمية تعتبر الشركات الخاصة الكبرى والقوى العالمية إحدى التقنيات الرئيسية التي ستغير "قواعد اللعبة" في العالم كما نعرفه. ذلك بالقول، سيكون أحد الابتكارات العظيمة القادمة في مجال الحوسبة خلال هذا القرنعلى الرغم من التكلفة الباهظة وعدم إمكانية الوصول إليها.

في الوقت الحالي ، يعمل الباحثون والمؤسسات الأكاديمية والمنظمات الخاصة والحكومات ويستثمرون كميات كبيرة من الموارد التكنولوجية والمالية لاستخدام فيزياء الكم بفعالية وكفاءة على أجهزة الكمبيوتر الجديدة لإجراء العمليات الحسابية بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر التقليدية.

الحوسبة الكمومية: التطوير

الاحصاء الكمية

ما هي الحوسبة الكمومية؟

الحوسبة الكمومية هي الحوسبة التي تستفيد من الخصائص الكمومية المتوقعة للجسيماتالتداخل والتشابك بشكل خاص ، لتشغيل العمليات وإجراء الحسابات بسرعات لا تصدق على الأنظمة التقليدية. إنها لا تزال تقنية متطورة وازدهارها على قدم وساق.

إلى جانب تطبيق قوانين ميكانيكا الكم لمعالجة المعلومات لتحقيق سرعات أعلى ، فإننا أيضًا لديك القدرة على حل المشكلات الصعبة التي لا تصل إليها الحوسبة التقليدية. وأخيرًا ، تخزن أجهزة الكمبيوتر التي تستخدم هذه التقنية معلومات أكثر بكثير من تلك التقليدية ، أي لديها القدرة على العمل (معالجة) كميات كبيرة من العمليات الحسابية، من خلال تشغيله بالتوازي وفي ثوان.

كيف تعمل الحواسيب الكمومية؟

تستخدم أجهزة الكمبيوتر الحالية والكلاسيكية سلسلة من البتات الثنائية. تكون كل بتة مستخدمة دائمًا في إحدى الحالتين المحددتين المعروفتين ، صفر (0) أو واحدة (1). تعمل هذه بمثابة مفاتيح تشغيل وإيقاف للتحكم في وظائف الكمبيوتر.

في المقابل ، يستخدم الكمبيوتر الكمومي بتات أو كيوبتات كمومية. يمكن أن يمثل كل منهما صفرًا (0) وواحدًا (1) في وقت واحد. هذا يسمح لها بدعم وحدات البيانات التي يمكن أن توجد في نفس الوقت في أكثر من حالة واحدة. هذه الخاصية هي قيد موجود في أجهزة الكمبيوتر الحالية لعصر الحوسبة التقليدية التي تستخدم النظام الثنائي.

ما هو شكل الأجهزة الكمومية؟

لا يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية إعادة استخدام أي من المخلفات الخطرة المستخدمة حاليًا في أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية تقريبًا. نظرًا لأن هذه تركز بشكل أساسي على تدفق الإلكترونات عبر الأسلاك فائقة التوصيل التي يتم تبريدها إلى درجات حرارة قصوى. لذلك ، يتطلب تبريدها مزيجًا من الغازات فائقة البرودة، مثل الهليوم -3 ، وهو أحد نظائر الهيليوم التي يصعب الحصول عليها بشكل كبير.

تم بناء أجهزة الكمبيوتر الكمومية في الوقت الحالي وفقًا لمبدأ التبريد الشديد أو التبريد الفائق، لكن التقدم مستمر في البدائل الأكثر تقدمًا والمستقبلية مثل الأنظمة القائمة على المجالات الكهرومغناطيسية والتحكم بالليزر الذي يمكن أن يحل نقص المكونات التي يعاني منها الانضباط.

أيضا دول مثل الولايات المتحدة الأمريكية ، من خلال شركات مثل IBM و Google و Microsoft، متقدمة جدًا في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية الخاصة بها. والصين ، من خلال شركات مثل علي بابا وبايدو، فهي ليست بعيدة. لا تزال روسيا وأوروبا في خطط البحث والتطوير.

ما هي البرامج الكمومية الموجودة اليوم؟

على المستوى التجاري ، فإن "مجموعة تطوير الكم" (مجموعة تطوير الكم) من Microsoft ، وهي برامج مملوكة ومغلقة. والتي يمكن الوصول إليها أيضًا من خلال ملف شبكة الكم Microsoft ، وهي ليست أكثر من شبكة شكلها تحالف من شركاء MS لتحقيق تبادل المعرفة والتعاون مع أعظم المبتكرين في مجال الحوسبة الكمومية.

البرامج الكمية الأخرى من الشركات الخاصة ، ولكن تم إصدارها كبرامج مجانية ، هي QUISKIT (مجموعة علوم المعلومات الكمية). QUISKIT هو مشروع برمجيات مجانية مرخصة من Apache تم إنشاؤه بواسطة IBM. يسمح QISKIT بالتفاعل البرمجي مع المعالج الكمومي ومحاكيات IBM باستخدام كود Python الذي يتفاعل مع النظام الكمي من خلال لغة تمثيل وسيطة تسمى OPENQASM.

وُلد هذا البرنامج الكمي المجاني المسمى QUISKIT في عام 2017عندما حولت شركة IBM مشروعها الذي تم إطلاقه في عام 2016 ، أطلق عليه اسم "تجربة الكم"، والتي من خلالها أتاحت معالجًا كميًا سعة 5 كيلوبت للجميع من خلال السحابة الخاصة به.

يتكون QUISKIT حاليًا من:

  • API: غلاف Python في Quantum Experience HTTP API الذي يسمح لك بالاتصال وتنفيذ التعليمات البرمجية فتح قاسم.
  • SDK: مجموعة تطوير لتوليد الدوائر والتي تسمح باستخدام QISKIT API للوصول إلى أجهزة تجربة Quantum Experience وأجهزة المحاكاة.
  • لغة: مجموعة من المواصفات والأمثلة والتوثيق والأدوات للتمثيل الوسيط لـ OPENQASM.

ربما يكون هناك الكثير من الأشخاص الأقل شهرة ، ولكن في الوقت الحالي يضع QUISKIT المعيار على مستوى البرمجيات الحرة الكمومية. وأنه يحتوي على ملف API في بايثون سيسمح للمبرمجين في جميع أنحاء العالم ، وخاصة أولئك العاملين في مجال البرمجيات الحرة ، بالبدء في التجريب والعمل مع المعالج الكمي المتاح في السحابة الخاصة بهم.

الحوسبة الكمومية: الخاتمة

اختتام

تعد الحوسبة الكمية اليوم فرصة ممتازة للبحث والتطوير (R & D) سواء بالنسبة للأشخاص (علماء الرياضيات والفيزياء وعلماء الكمبيوتر والخبراء) وكذلك للمؤسسات العامة والخاصة ، في مجال علوم الكمبيوتر. على الرغم من أنه في مهده حاليًا ، إلا أن هذا الفرع الجديد من المعرفة والتكنولوجيا سيشهد إمكاناته تتكشف في السنوات القادمة. على الرغم من أن رؤيتها على أجهزة الكمبيوتر المكتبية الخاصة بنا سوف تستغرق سنوات عديدة بعد تطويرها التجاري.

لكن بالتأكيد في مجال تطوير برمجيات الكم كل من الإرادة الخاصة والحرة بالتأكيد تتقدم بشكل أسرع بكثير ، و بالتأكيد سوف تستفيد البرمجيات الحرة في هذا المجال الجديد.


محتوى المقال يلتزم بمبادئنا أخلاقيات التحرير. للإبلاغ عن خطأ انقر فوق هنا.

4 تعليقات ، اترك لك

اترك تعليقك

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *

*

*

  1. المسؤول عن البيانات: ميغيل أنخيل جاتون
  2. الغرض من البيانات: التحكم في الرسائل الاقتحامية ، وإدارة التعليقات.
  3. الشرعية: موافقتك
  4. توصيل البيانات: لن يتم إرسال البيانات إلى أطراف ثالثة إلا بموجب التزام قانوني.
  5. تخزين البيانات: قاعدة البيانات التي تستضيفها شركة Occentus Networks (الاتحاد الأوروبي)
  6. الحقوق: يمكنك في أي وقت تقييد معلوماتك واستعادتها وحذفها.

  1.   إزار قال

    بالتشابك تقصد التشابك؟

    1.    تثبيت Linux Post قال

      نعم بالضبط.

  2.   الاختراق الرقمي قال

    عظيم ما هو قادم! لقد قرأت بالفعل عن ذلك ، وهو أمر رائع. أنت تشرحها جيدًا.

    1.    تثبيت Linux Post قال

      شكرا جزيلا لتعليقك ودعمك للمنشورات.