الكمبيوتر الكمي والعادي

الكمبيوتر العادي والكومي. سنتحدث عن الكمبيوتر الكمي. فوائد الحوسبة الكمومية. مراحل تطور الحاسوب . باختصار. كل هذه المواضيع ستجدها في مقالتنا.

الكمبيوتر الكمي والعادي

1- يستخدم الكمبيوتر العادي صفر وبت واحد، بينما يستخدم الكمبيوتر الكمي صفر وواحد كيوبت ومزيج منهما (التراكب).
2- بينما يستخدم الكمبيوتر العادي الترانزستور، يستخدم الكمبيوتر الكمي الذرات أو الفوتونات كأدوات للمعالجة. الكمبيوتر الكمي أبطأ من الكمبيوتر العادي، ولكن نظرًا لأنه يستخدم الكيوبتات، فيمكنه حساب العديد من العمليات بشكل فوري وليس بشكل تسلسلي مثل الكمبيوتر العادي.
3- على سبيل المثال، 40 كيوبت تعادل قوة مائة تريليون بت. هذه شرائح قمت بإعدادها في الكلية حول الحوسبة الكمومية.

الكمبيوتر الكمي

1- الحوسبة الكمومية هي أي طريقة تعتمد على مبادئ ميكانيكا الكم وظواهرها، مثل حالة التراكب الكمي والتشابك الكمي، لمعالجة البيانات. في أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية، يتم قياس كمية البيانات بالبتات: في الكمبيوتر الكمي، يتم قياس كمية البيانات بالكيوبت (اختصار للبتات الكمومية). المبدأ الأساسي للحوسبة الكمومية هو القدرة على الاستفادة من الخصائص الكمومية للجسيمات لتمثيل البيانات ومعالجتها، بالإضافة إلى استخدام قواعد ميكانيكا الكم لبناء وتنفيذ التعليمات والعمليات على هذه البيانات.
2- منذ ظهور أول كمبيوتر (ميكانيكي) في عام 1941، حدثت العديد من الاكتشافات والاختراعات الفيزيائية التي غيرت وجه عالم الكمبيوتر وأنشأت الأجهزة الحديثة والمتطورة التي نراها اليوم. ومن أهم هذه الاختراعات والاكتشافات الفيزيائية: الأنابيب المفرغة، والترانزستورات، والدوائر المتكاملة. لقد تطورت أجهزة الكمبيوتر في اتجاهات مختلفة. وهي الآن صغيرة الحجم، وخفيفة الوزن، وجميلة المظهر، علاوة على أنها تتمتع بقدرات متقدمة وكفاءة عالية مقارنة بأجهزة الكمبيوتر القديمة مثل ذلك الموضح في الشكل 1.1، والذي كان كبيرًا في الحجم (حوالي حجم Room) واستخدم تقنية الأنبوب المفرغ الإلكتروني، مما أعطاه كفاءة منخفضة للغاية مقارنة بأي كمبيوتر شخصي اليوم.

فوائد الحوسبة الكمومية

1- يتكون من الكيوبتات، على عكس الكمبيوتر العادي الذي يستخدم البتات، والذي يستخدم 1 و0، حيث يكون الكيوبت أحد هذين، أو يمكن أن يكون تراكبًا لكل من 1 و0.
2- تتميز الحوسبة الكمومية بالتراكب والتشابك، والتي تعتبر سمة أساسية في فيزياء الكم، وهذا ما يمنح الأجهزة الكمومية قدرتها على التعامل مع العمليات بسرعة كبيرة وهي أعلى من سرعة أجهزة الكمبيوتر التقليدية وبطاقة أقل استهلاك.
3-تزداد قوة أجهزة الحوسبة الكمومية بشكل كبير مع زيادة عدد الكيوبتات.

مراحل موجزة لتطور الكمبيوتر

1-الجيل الأول من أجهزة الكمبيوتر

لم تكن أجهزة كمبيوتر الجيل الأول تشبه أجهزة الكمبيوتر الحالية إلا قليلاً، سواء من حيث المظهر أو الأداء. تم إنشاء أجهزة الكمبيوتر من الجيل الأول في الفترة من 1940 إلى 1956 وكانت كبيرة الحجم. كانت الأعمال الداخلية لأجهزة الكمبيوتر في ذلك الوقت غير معقدة. تطلبت هذه الآلات المبكرة براميل مغناطيسية للذاكرة وأنابيب مفرغة تعمل كمفاتيح ومكبرات صوت. كانت الأنابيب المفرغة مسؤولة بشكل أساسي عن الحجم الكبير للآلات والكميات الهائلة من الحرارة المنبعثة منها. تولد أجهزة الكمبيوتر هذه الكثير من الحرارة لدرجة أنها ترتفع درجة حرارتها بانتظام على الرغم من وحدات التبريد الكبيرة. استخدمت أجهزة كمبيوتر الجيل الأول أيضًا لغة برمجة أساسية جدًا يشار إليها باسم لغة الآلة.
2-الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر

كان الجيل الثاني من أجهزة الكمبيوتر من عام 1956 إلى عام 1963 قادرًا على التخلص من الأنابيب المفرغة بدلاً من الترانزستورات. وهذا سمح لهم باستخدام كميات أقل من الكهرباء وتوليد حرارة أقل. وكانت أجهزة كمبيوتر الجيل الثاني أيضًا أسرع بكثير من سابقاتها. كان هناك تغيير كبير آخر في حجم أجهزة الكمبيوتر. ، والتي كانت أصغر حجمًا، طورت أجهزة الكمبيوتر الترانزستور أيضًا ذاكرة أساسية استخدمتها جنبًا إلى جنب مع التخزين المغناطيسي، والوحدة المركزية هي عقل الكمبيوتر
3-الجيل الثالث من أجهزة الكمبيوتر

من عام 1964 إلى عام 1971، مرت أجهزة الكمبيوتر بتغيير كبير من حيث السرعة بفضل الدوائر المتكاملة. الدوائر المتكاملة، أو رقائق أشباه الموصلات، كانت عبارة عن أعداد كبيرة من الترانزستورات المصغرة المعبأة في رقائق السيليكون. لم يؤدي هذا إلى زيادة سرعة أجهزة الكمبيوتر فحسب، بل جعلها أيضًا أصغر حجمًا وأكثر قوة وأقل تكلفة، بالإضافة إلى أنه بدلاً من البطاقات المثقوبة والمطبوعات للأنظمة السابقة، أصبحت لوحات المفاتيح والشاشات تسمح الآن للأشخاص بالتفاعل مع أجهزة الكمبيوتر.
4-الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر

حدثت التغييرات ذات التأثير الأكبر في السنوات من عام 1971 إلى عام 2010. خلال هذا الوقت تطورت التكنولوجيا إلى درجة تمكن الشركات المصنعة من وضع ملايين الترانزستورات على شريحة دائرة واحدة. وكان هذا يسمى تكنولوجيا الدوائر المتكاملة المتجانسة. كما أعلن عن اختراع شريحة Intel 4004 والتي كانت أول معالج دقيق أصبح متاحاً تجارياً في عام 1971 وإحدى مراحل تطوير نظام التشغيل، وقد أدى هذا الاختراع إلى فجر صناعة الكمبيوتر الشخصي. بحلول منتصف السبعينيات، كانت أجهزة الكمبيوتر الشخصية مثل Altair The 8800 متاحة للجمهور في شكل مجموعة وتتطلب التجميع. بحلول أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات من القرن الماضي، كانت أجهزة الكمبيوتر الشخصية المجمعة للاستخدام المنزلي، مثل Commodore Pet، وApple II، وأول كمبيوتر IBM، تشق طريقها إلى السوق. أدت أجهزة الكمبيوتر الشخصية وقدرتها على إنشاء شبكات في النهاية إلى ظهور الإنترنت في أوائل التسعينيات، كما شهد الجيل الرابع من أجهزة الكمبيوتر أيضًا إنشاء أجهزة كمبيوتر أصغر بما في ذلك أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة المحمولة، كما تم اختراع واجهة المستخدم الرسومية، أو GUI. خلال هذا الوقت، خضعت الذاكرة للكمبيوتر والتخزين أيضًا لتطورات كبيرة، مع زيادة سعة التخزين وسرعته، ومن ذلك الوقت بدأت أهمية أجهزة الكمبيوتر في حياتنا في الظهور.
5-الجيل الخامس من أجهزة الكمبيوتر

في المستقبل، يمكن لمستخدمي الكمبيوتر أن يتوقعوا تكنولوجيا كمبيوتر أسرع وأكثر تقدمًا، وتستمر أجهزة الكمبيوتر في التطور إلى أشكال متقدمة من التكنولوجيا، ولم يتم تعريف حوسبة الجيل الخامس بشكل حقيقي، وهناك العديد من المسارات التي تتخذها التكنولوجيا نحو مستقبل تطوير الكمبيوتر، على سبيل المثال البحث المستمر في مجالات تكنولوجيا النانو والذكاء الاصطناعي، وكذلك الحساب الكمي والسرعة، وهي من أهم خصائص الكمبيوتر.