الذكاء الاصطناعي · مقال
شرح الحواسيب الكمية: كيف تعمل الكيوبتات ولماذا يهمنا الآن
نُشر:

باختصار
تستخدم الحواسيب الكمية كيوبتات يمكنها الاحتفاظ بمزيج من 0 و1 في نفس الوقت، مما يسمح لها باستكشاف احتمالات متعددة بالتوازي لمشاكل محددة. أبلغت جوجل و IBM عن معالم في عامي 2025-2026 تنقل التكنولوجيا من التجارب المخبرية نحو الاستخدام العملي، بينما أصدر NIST بالفعل معايير التشفير للاستعداد لخطر الآلات الكمية على التشفير الحالي.
هذه النسخة ترجمة آلية للنص الأصلي (English). اقرأ النص الأصلي
يخزن الحاسوب الكلاسيكي المعلومات في بتات تكون إما 0 أو 1، مثل مفتاح مضاء أو مطفأ. يستخدم الحاسوب الكمي بدلاً من ذلك كيوبتات، التي تمكنها من تمثيل 0 أو 1 أو مزيجاً مرجحاً من كليهما في نفس الوقت، وفقاً لشارح IBM الرسمي حول الحوسبة الكمية. تسمى هذه الخاصية التراكب، وهي أحد الأسباب التي تجعل الآلات الكمية قادرة على استكشاف عدة إجابات محتملة لمشاكل معينة بالتزامن بدلاً من واحدة تلو الأخرى.
الفيزياء وراء الجهاز
تحدد IBM أربع تأثيرات لميكانيكا الكم تجعل الحوسبة الكمية ممكنة: التراكب والتشابك والتداخل وفقدان الاتساق. يربط التشابك الكيوبتات بحيث يكشف قياس أحدها عن معلومات حول آخر، حتى عندما يكون الاثنان منفصلين فيزيائياً. يسمح التداخل بدائرة كمية بتضخيم الإجابات الصحيحة وإلغاء الإجابات الخاطئة، بنفس الطريقة التي تعزز بها الموجات المتداخلة بعضها أو تلغي. فقدان الاتساق هو التأثير المعاكس - انهيار الحالات الكمية إلى قيم كلاسيكية عادية - وهو العائق الرئيسي الذي يجب على المهندسين قمعه للحفاظ على معالج كمي مفيد، وفقاً لـ IBM.
يمكن بناء الكيوبتات من عدة أنظمة فيزيائية، منها الدوائر فائقة التوصيل المبردة إلى قرب الصفر المطلق، والأيونات المحاصرة، والنقاط الكمية والفوتونات. تعتمد معالجات IBM الكمية الخاصة على الدوائر فائقة التوصيل لأنه يمكن تصنيعها والتحكم بها باستخدام تقنيات تصنيع الرقائق الموجودة بالفعل، وفقاً لـ IBM.
ميزة قابلة للتحقق: شريحة Willow من جوجل
في 22 أكتوبر 2025، أعلنت جوجل أن معالج Willow بـ 105 كيوبت حقق ما أسمته الشركة أول ميزة كمية قابلة للتحقق، باستخدام خوارزمية أطلقت عليها Quantum Echoes، وفقاً لمدونة جوجل الرسمية. تُرسل الخوارزمية إشارة إلى مجموعة من الكيوبتات، وتشوه واحدة منها، ثم تعكس تطور الإشارة للاستماع لصدى مُضخّم ينشأ من التداخل البناء.
أبلغت جوجل أن Quantum Echoes عملت بسرعة أكبر بـ 13,000 مرة على Willow من أفضل خوارزمية كلاسيكية معروفة تعمل على أحد أسرع أجهزة الحاسوب العملاقة في العالم. أكدت الشركة أنه، بخلاف ادعاء الهيمنة الكمية في 2019، هذه النتيجة 'قابلة للتحقق' - يمكن تكرارها على أجهزة كمية مماثلة والتحقق من صحتها، بدلاً من الاعتماد على مهمة أخذ عينات بدون طريقة مستقلة للتحقق من النتيجة.
بالعمل مع باحثين من جامعة كاليفورنيا بيركلي، استخدمت جوجل الخوارزمية لدراسة إشارات الرنين المغناطيسي النووي (NMR) من جزيئات تحتوي على 15 و28 ذرة، مما يشير إلى استخدامات محتملة في المستقبل في اكتشاف الأدوية وتطوير مواد البطاريات وتصميم كيوبتات جديدة، وفقاً لنفس إعلان جوجل.
مسار IBM من 'الفائدة' إلى تحمل الأخطاء
تميز IBM بين عدة مراحل من التقدم. تقول الشركة إنها وصلت إلى 'الفائدة الكمية' في 2023، بمعنى أن معالجاتها الكمية تفوقت على الطرق الكلاسيكية التقريبية في مهام محددة. قالت IBM أنها تتوقع الوصول إلى 'الميزة الكمية' - التفوق على جميع الطرق الكلاسيكية المعروفة على مشكلة عملية - بحلول أواخر 2026، وفقاً لنظرة IBM الخاصة على الحوسبة الكمية.
بعد ذلك، نشرت IBM خريطة طريق نحو الحوسبة الكمية المتسامحة مع الأخطاء، حيث يتم الكشف عن الأخطاء وتصحيحها قبل أن تفسد الحسابات. تصف خريطة الطريق شريحة تسمى Quantum Loon أطلقت في 2025 مع اتصالية كيوبت محسّنة لتجارب إثبات المفهوم نحو رموز qLDPC عالية المعدل، ووحدة تسمى Quantum Kookaburra مخطط لها في 2026 تخزن المعلومات باستخدام ذاكرة فحص التكافؤ الكمي منخفضة الكثافة (qLDPC)، ونظام يسمى Starling موجه للعام 2029 تقول IBM إنه يجب أن يعمل 100 مليون بوابة كمية على 200 كيوبت منطقي. يستخدم نهج تصحيح الأخطاء في IBM ما تسميه 'رموز الدراجات ثنائية المتغير'، بما في ذلك 'رمز إجمالي [[144,12,12]]' تقول الشركة إنه يحتاج إلى ما يقرب من عشرة أضعاف عدد الكيوبتات الفيزيائية أقل من طرق رموز السطح السابقة لتحقيق نفس الحماية من الأخطاء.
لماذا يتم إعادة كتابة التشفير بالفعل
تهم الحواسيب الكمية خارج المعمل بسبب خوارزمية Shor، طريقة رياضية نشرها Peter Shor في 1994 توضح أن حاسوباً كمياً قوياً بما يكفي يمكنه تحليل الأرقام الكبيرة - وبالتالي كسر التشفير المستخدم على نطاق واسع بنمط RSA - أسرع بكثير من أي حاسوب كلاسيكي، كما تلاحظ نظرة IBM.
هذا الخطر ليس افتراضياً بالنسبة لهيئات المعايير. في 13 أغسطس 2024، أنهت المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتكنولوجيا (NIST) أول ثلاثة معايير تشفير ما بعد الكم: FIPS 203 (ML-KEM) للتشفير العام، و FIPS 204 (ML-DSA) و FIPS 205 (SLH-DSA) للتوقيعات الرقمية، وفقاً لإعلان NIST الرسمي. قال Dustin Moody، عالم الرياضيات في NIST، أن المنظمات يجب أن 'تبدأ دمجها في أنظمتها فوراً، لأن التكامل الكامل سيستغرق وقتاً.'.
| معلم | التاريخ / الهدف | التفاصيل | المصدر |
|---|---|---|---|
| الفائدة الكمية (IBM) | 2023 | معالجات IBM تتفوق على الطرق التقريبية الكلاسيكية في مهام محددة | IBM |
| ميزة Willow القابلة للتحقق (جوجل) | 22 أكتوبر 2025 | خوارزمية Quantum Echoes أسرع بـ 13,000 مرة من أفضل طريقة كلاسيكية على شريحة 105 كيوبت | جوجل |
| معايير NIST الأولى لما بعد الكم نهائية | 13 أغسطس 2024 | نشر FIPS 203 و 204 و 205 للمقاومة ضد فك التشفير الكمي | NIST |
| هدف ميزة IBM الكمية | أواخر 2026 (متوقع) | التفوق على جميع الطرق الكلاسيكية المعروفة على مشكلة عملية | IBM |
| نظام IBM Starling المتسامح مع الأخطاء | 2029 (متوقع) | موجه لتشغيل 100 مليون بوابة كمية على 200 كيوبت منطقي | IBM |
ما الذي لا تمثله الحواسيب الكمية
تؤكد مواد IBM أن الحواسيب الكمية ليست ببساطة نسخ أسرع من أجهزة الكمبيوتر العادية؛ فهي مناسبة لفئات محددة من المشاكل - مثل محاكاة الجزيئات والتفاعلات الكيميائية وبعض مهام التحسين أو التعلم الآلي - حيث ينمو عدد المتغيرات المتفاعلة بحيث يصعب على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية تتبعها بكفاءة. بالنسبة للمهام اليومية مثل معالجة الكلمات أو تصفح الويب، تظل أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية أكثر عملياً.
أسئلة
- ما هي الكيوبت؟
- الكيوبت هو الوحدة الأساسية للمعلومات في حاسوب كمي. بخلاف البت الكلاسيكي، الذي يكون بشكل صارم 0 أو 1، يمكن للكيوبت أن يمثل 0 أو 1 أو مزيجاً مرجحاً من كليهما في نفس الوقت، خاصية تسمى التراكب، وفقاً لـ IBM.
- ما الذي حققته شريحة Willow من جوجل فعلياً؟
- في 22 أكتوبر 2025، قالت جوجل إن معالجها Willow بـ 105 كيوبت شغل خوارزمية تسمى Quantum Echoes أسرع بـ 13,000 مرة من أفضل خوارزمية كلاسيكية على جهاز حاسوب عملاق من أفضل الأجهزة، وأن النتيجة يمكن التحقق منها بشكل مستقل بتكرارها على أجهزة كمية مماثلة، وفقاً لإعلان جوجل.
- هل يمكن للحواسيب الكمية كسر التشفير الحالي؟
- يمكن لحاسوب كمي قوي بما يكفي يقوم بتشغيل خوارزمية Shor أن يكسر التشفير بنمط RSA المستخدم على نطاق واسع، وهذا هو السبب في أن NIST أنهت معايير تشفير جديدة ما بعد الكم (FIPS 203 و 204 و 205) في أغسطس 2024 لاستبدال الطرق الضعيفة قبل أن توجد مثل هذه الآلة.
- متى ستكون الحواسيب الكمية مفيدة للمشاكل اليومية؟
- تقول IBM أنها وصلت إلى 'الفائدة الكمية' في 2023 للمهام المحدودة وتتوقع 'الميزة الكمية' - التفوق على جميع الطرق الكلاسيكية المعروفة على مشكلة عملية - بحلول أواخر 2026، مع أنظمة متسامحة مع الأخطاء موجهة للعام 2029 تقريباً.
- هل ستحل الحواسيب الكمية محل أجهزة الكمبيوتر العادية؟
- لا. تصف مواد IBM الحواسيب الكمية على أنها مناسبة لمشاكل محددة مثل محاكاة الجزيئات والتحسين، بينما تظل أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية أكثر عملياً لمهام الحوسبة اليومية.
المصادر
أُعدّت هذه المادة بالذكاء الاصطناعي وخضعت لتدقيق آلي للمصادر قبل النشر. إن رأيت خطأً فاطلب تصحيحه. طلب تصحيح أو حق الرد · كيف نعمل
مواد ذات صلة

الذكاء الاصطناعيمقال
كيف يمكن للتحيز الخوارزمي في أدوات الذكاء الاصطناعي للتوظيف أن يكرر التمييز في مكان العمل
يحدث التحيز الخوارزمي في أدوات الذكاء الاصطناعي للتوظيف عندما تتدرب النماذج على بيانات القوى العاملة التاريخية أو السير الذاتية أو الصور عبر الإنترنت، وتمتص وتكرر الأنماط الموجودة للتحيز بناءً على النوع أو العرق أو العمر. تُظهر الحالات الموثقة - من أداة التوظيف الملغاة من Amazon إلى دراسة من جامعة Washington حول نماذج اللغة الكبيرة - أن التحيز ليس افتراضياً، وهذا هو السبب في أن مدينة نيويورك وولاية كاليفورنيا قدمتا قواعد قانونية محددة لأصحاب العمل الذين يستخدمون هذه الأنظمة.
الذكاء الاصطناعيخبر
OpenAI ترقي GPT-6 Astra Pro في ChatGPT مع وكلاء ذكاء اصطناعي متوازية
أعلنت OpenAI في 16 أكتوبر 2026 أن GPT-6 Astra Pro داخل ChatGPT يسمح الآن لوكلاء ذكاء اصطناعي متعددين بالعمل على أجزاء منفصلة من نفس المهمة في نفس الوقت، بدلاً من أن يقوم وكيل واحد بإكمال الخطوات تسلسلياً. تقتصر الميزة حالياً على مشتركي ChatGPT Pro، الذين يمكنهم تتبع تقدم كل وكيل وفتح العمل المنتهي مباشرة في الدردشة.

الذكاء الاصطناعيمقال
كيف تطور خوارزميات الذكاء الاصطناعي التحيزات، والحفاظات الموجودة لإيقافها
تصبح أنظمة الذكاء الاصطناعي متحيزة عندما تتعلم من بيانات تدريب غير ممثلة أو تضمن افتراضات بشرية ومؤسسية مدمجة في تصميمها. الحالات الموثقة - أداة توظيف أمازون ودراسة "الظلال الجنسية" لعام 2018 للتعرف على الوجوه - تظهر أن هذا يمكن أن يضر النساء والأشخاص ذوي البشرة الأغمق. المنظمون في الاتحاد الأوروبي وهيئات المعايير مثل NIST يطلبون الآن اختبار التحيز للأنظمة عالية المخاطر.
الذكاء الاصطناعيمقارنة
ChatGPT مقابل Claude مقابل Gemini في أكتوبر 2026: مقارنة النماذج والأسعار والمعايير
اعتبارًا من أكتوبر 2026، يعمل ChatGPT على عائلة GPT-6 من OpenAI (Astra للمنطق، Sol/Luna للدردشة اليومية)، والرائد Anthropic هو Claude Opus 5، والنموذج الأعلى المتاح عموماً من Google هو Gemini 3.1 Pro بينما لا يزال Gemini 4 Argon الأحدث في مرحلة توزيع محدودة. تتجمع خطط الدفع على مستوى الدخول حول 20 دولاراً شهرياً، لكن الثلاثة تختلف بشكل حاد في نافذة السياق وتكلفة API والمعايير التي تسلط كل شركة الضوء عليها.