كشفت الإمارات العربية المتحدة في مارس 2021، عن نيتها بناء أول حاسوب كوانتوم على مستوى الدولة في أبوظبي، والمعروف عنه قدرته على تأدية الوظائف المعقدة بشكل أسرع بكثير من الحواسيب التقليدية حالياً وتمتعه بقدرات حوسبية فائقة، وبالفعل فقد أعلن معهد الابتكار التكنولوجي في أبوظبي TII خلال الساعات القليلة الماضية، عن وصول ناظم التبريد من فنلندا، وهو الإطار الأولي لحاسوب الكوانتوم الذي يجري تجميعه في أبوظبي، وذلك حسب الموقع الرسمي لمعهد TII، وفي هذا المقال سنتطرق إلى معلومات علمية حول حواسيب تقنية الكوانتوم ووحدة قياسها "كيوبتات" والفرق بين طريقة عملها وعمل الحواسيب التقليدية التي تعتمد على وحدة قياس "البتات".
يقود هذا المشروع التكنولوجي المتقدم والبارز مركز بحوث الكوانتوم، التابع لمعهد TII، وفي التفاصيل، فقد وصلت بداية هذا الأسبوع داخل صناديق خشبية ضخمة ثلاجتا تمديد تعتبران مكوناً أساسياً يستخدم نظائر الهيليوم لتبريد رقائق الكوانتوم أو دماغ الكمبيوتر والحفاظ على المعلومات الكمومية.
وتتكون ثلاجة التمديد من ستة مستويات، حيث يتوافق المستوى العلوي مع درجة حرارة الغرفة، في حين تنخفض الحرارة بشكل ثابت في المستويات المنخفضة حتى يتمكن الجهاز من تحقيق درجة حرارة منخفضة للغاية تبلغ 10 ميلي كلفن، أي واحد على مئة من درجة حرارة الفضاء الخارجي التي تعتبر درجة الحرارة الأمثل لكي تعمل رقائق الكوانتوم.
الفرق بين حاسوب كوانتوم والحاسوب التقليدي
بينما تستخدم أجهزة الكمبيوتر التقليدية "بتات" مرتبة كمجموعات مؤلفة من الآحاد والأصفار، تستخدم كمبيوترات الكوانتوم "الكيوبتات" التي يمكن أن توجد فيها الجسيمات ضمن حالتين في نفس الوقت، وبالتالي تزيد من قوتها الحاسوبية من خلال السماح لها بتقييم نتائج متعددة في وقت واحد.
ما هي الكيوبتات؟
تسمى أصغر وحدة قياس يستعملها الكمبيوتر "بيت bit" وتكون قيمتها إمّا صفراً أو واحداً، وكل المعلومات المخزنة على الحواسيب وأجهزة حفظ المعلومات الرقمية تكون بهذه الطريقة، فعند الضغط على حرف أو رقم معين من الكيبورد يظهر على الشاشة كرمز، ولكنه مؤلف في الحقيقة من 8 بتات مؤلفة من أصفار وآحاد كما تم تجميعهم في برمجة سابقة، وهي تبقى ثابتة ولا تتغير، أما في عالم الكوانتوم، فأصغر وحدة قياس تسمى "كيوبيت" qubit اختصاراً لـ"كوانتم بيت"، وقيمتها تكون صفراً وواحداً في الوقت عينه، إلى أن يتم قياسها فتكون النتيجة إحدى الاثنتين، وفي كل مرة يتم احتسابها تأتي بقيمة مختلفة عن سابقتها، وهنا يكمن التحدي الأكبر، فلا توجد قيمة ثابتة لها كما في البتات، لا يوجد حتى الآن أي طريقة للتنبّؤ بما ستكون عليه قيمة الكيوبيت النهائية بعد قياسه.
تستخدم حواسيب الكوانتوم ظواهر ميكانيكا الكوانتوم مثل "التراكب" و"التشابك" لتوليد الجسيمات دون الذرية والتحكم بها، مثل الإلكترونات أو الفوتونات، وهي الأجزاء الكمية المعروفة باسم "الكيوبتات"، وذلك لتوفير قوة معالجة أكثر قدرة بعدة أضعاف يمكنها إجراء حسابات معقدة تستغرق عادة وقتاً أطول لحلها حتى باستخدام أقوى أجهزة الكمبيوتر الفائقة الكلاسيكية في العالم، وباختصار، تقنية الكوانتوم هي المستقبل.
يقوم ببناء حاسوب الكوانتوم فريق تابع لمركز بحوث الكوانتوم بقيادة كبير الباحثين بالمركز البروفيسور خوسيه إغناسيو لاتوري سيبني في العاصمة الإماراتية، بالتعاون مع باحثين من شركة كليمنجارو كوانتم تك، ومقرها برشلونة، وسوف يساعد حاسوب كوانتوم في تحقيق اكتشافات متقدمة في مختلف المجالات من الطب والمواد والذكاء الاصطناعي.
يذكر أن لدى معهد الابتكار التكنولوجي في أبوظبي، الرائد على مستوى العالم في مجال الأبحاث والتطوير والذي يركز على الأبحاث التطبيقية وتكنولوجيا العصر الجديد، 7 مراكز بحثية أولية متخصصة في بحوث الكوانتوم، الروبوتات المستقلة، التشفير، المواد المتقدمة، الأمن الرقمي، الطاقة الموجهة، والأنظمة الآمنة.
