الحاسوب الكمومي
أجهزة الكمبيوتر الكموميةإنه جهاز يستخدم المنطق الكمومي للحوسبة العامة ويمكن اعتباره بمثابة تنفيذ محدد للحوسبة الكمومية. على عكس أجهزة الكمبيوتر التقليدية، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية بتات كمية لتخزين البيانات وتستخدم خوارزميات كمية لإجراء عمليات البيانات.
أنواع الحواسيب الكمومية
في الوقت الحالي، تعد أجهزة الكمبيوتر الكمومية الأديباتية وأجهزة الكمبيوتر الكمومية ذات النموذج البوابة من الأجهزة الشائعة، ولكل منها مزاياها وعيوبها:
- حاسوب كمي أديباتي (يُعرف أيضًا باسم "فرن التلدين")
أجهزة الكمبيوتر الكمومية الأديباتية هي نوع خاص من أجهزة التلدين الكمومية التي تلائم بشكل أفضل حل مشاكل التحسين، وهي مشكلة شائعة في الصناعة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أيضًا استخدام هذه الطريقة لحل مشكلات أخذ العينات والتعلم الآلي.
- نموذج بوابة الحاسوب الكمومي (المعروف أيضًا باسم "نموذج الدائرة" أو "النموذج القياسي")
يعد بناء نموذج بوابة حاسوبية كمومية أمرًا صعبًا من الناحية الفنية بسبب خصائص الأجهزة.
يقوم هذا الكمبيوتر الكمومي بإجراء الحسابات عن طريق التحكم في الحالات الكمومية باستخدام بوابات كمية، والطريقة التي يتم بها بناء مكونات الدائرة الكمومية تشبه بوابات المنطق.
الشروط التي يجب أن تلبيها أجهزة الكمبيوتر الكمومية
- يجب أن تحتوي أجهزة الكمبيوتر الكمومية على كيوبتات قابلة للتعريف ومحددة جيدًا؛
- يجب أن تكون أجهزة الكمبيوتر الكمومية قادرة على إعداد حالات أولية موثوقة؛
- يجب أن يكون لأجهزة الكمبيوتر الكمومية تأثيرات تماسك ضعيفة؛
- يجب أن تكون أجهزة الكمبيوتر الكمومية قادرة على إجراء عمليات بوابة كمية دقيقة؛
- يجب على أجهزة الكمبيوتر الكمومية إنشاء آلية قياس كمية قوية جدًا.
أين تكون الحوسبة الكمومية أكثر قابلية للتطبيق
(1) مشكلة التحسين.
يعد التحسين حاليًا مجالًا رئيسيًا للتركيز في الحوسبة الكمومية، حيث يتمثل الهدف في العثور على الخيار الأفضل من بين عدد كبير من القرارات الممكنة.
إن الوقت الذي يستغرقه الكمبيوتر التقليدي لتوفير حل عالي الجودة لمشكلة التحسين ينمو عادةً بشكل كبير مع حجم المشكلة، ولكن كفاءة الحوسبة الكمومية ستوفر إجابات أسرع بكثير.
(2) قضايا العينة.
وظيفة أخرى يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية الأديباتية القيام بها هي أخذ العينات، والتي يمكنها توليد أمثلة عشوائية لظواهر معينة بسلاسة، وهو أمر يصعب على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية القيام به.
إذا كان من الممكن التحكم في الحالات الكمية المعقدة، فمن الممكن تحسين الكفاءة بشكل أكبر.
(3) التعلم الآلي.
يعتمد أساس التعلم الآلي على طرق أخذ العينات والتحسين، لذا فإن إتقان هذه التقنيات يمكن أن يحسن قدرات التعلم الآلي.
يمكن لتقنية أخذ العينات في أجهزة الكمبيوتر الكمومية توفير بيانات إدخال موزعة أكثر موثوقية لخوارزميات التعلم الآلي.