0:00:00.195,0:00:03.313
على مر التاريخ، تكونت التقنية البشرية من

0:00:03.313,0:00:06.051
أدمغتنا، النار، والعصيّ الحادة.

0:00:06.631,0:00:10.102
بالرغم من أن النار والعصي الحادة تحولت[br]إلى [br]محطات كهرباء وأسلحة نووية

0:00:10.102,0:00:12.692
التحديث الأكبر كان لأدمغتنا

0:00:13.132,0:00:17.619
منذ ستينات القرن الماضي، قدراتنا [br]الذهنية أخذت بالتضاعف

0:00:17.619,0:00:21.794
مما سمح للكمبيوترات بأن تصبح [br]أصغر وأقوى في الوقت ذاته.

0:00:22.524,0:00:25.444
ولكن هذه العملية مقبلة على[br]حدودها الفيزيائية

0:00:25.834,0:00:28.721
أجزاء الحاسب الآلي تكاد تصبح بحجم الذرة

0:00:29.391,0:00:32.689
لإيضاح لماذا تعتبر هذه مشكلة، يجب[br]توضيح بعض الأساسيات.

0:00:39.666,0:00:43.903
الحاسب الآلي مبني من أجزاء بسيطة[br]جدًا تقوم بأشياء بسيطة جدًا،

0:00:43.903,0:00:48.474
تمثيل البيانات، إمكانية معالجتها[br]، وآليات التحكم.

0:00:49.064,0:00:50.678
شرائح الحاسبات تحتوي على وحدات

0:00:50.678,0:00:53.906
والتي بدورها تحتوي على بوابات، وتحتوي[br]تلك البوابات على "مقاحل"

0:00:54.556,0:00:58.459
المقحل (مقاوم النقل) هو أبسط أشكال[br]معالجات البيانات في الكمبيوترات

0:00:58.459,0:01:01.555
بشكل أبسط، هو مفتاح من الممكن[br]أي يفتح أو يغلق

0:01:01.555,0:01:03.479
الطريق على المعلومات المارة.

0:01:03.939,0:01:08.463
هذه المعلومات مكونة من وحدات تدعى[br]Bits والتي يمكن أن تكون أحد القيميتين صفر أو واحد

0:01:09.073,0:01:12.982
سلسلة من هذه الوحدات (Bits) تستخدم[br]لتمثيل معلومات أكثر تعقيدًا

0:01:13.502,0:01:18.025
المقاحل (مقاومات النقل) تعمل سوية لتمثل[br]بوابات منطقية، والتي تقوم بأشياء بسيطة جدًا.

0:01:18.025,0:01:22.888
مثلًا، مخرجات البوابة المنطقية "وَ" تكون[br]1 في حالة جميع كانت المدخلات 1

0:01:22.888,0:01:25.104
في أي حالة أخرى يكون المخرج 0

0:01:25.664,0:01:28.982
مجموعات البوابات المنطقية [br]تشكل الوحدات نافعة

0:01:28.982,0:01:31.066
مثلًا، لإضافة عددين

0:01:31.446,0:01:35.134
متى ما استطعت الجمع، ستتمكن من [br]الضرب، ومتى ما تمكنت من الضرب،

0:01:35.134,0:01:36.851
ستتمكن من فعل أي شيء

0:01:37.481,0:01:41.038
وبما أن جميع العمليات الأساسية[br]أسهل من رياضيات الصف الأول،

0:01:41.038,0:01:43.729
يمكنك تخيل الكمبيوتر كمجموعة[br]من الأطفال بعمر السابعة

0:01:43.729,0:01:46.038
يقومون بالإجابة على أسئلة [br]الرياضيات الأساسية

0:01:46.578,0:01:50.717
عدد كافٍ منهم سيتمكن من حساب[br]أي شيء، من الفيزياء الفلكية لزيلدا.

0:01:51.277,0:01:53.617
وبما أن الأجزاء أصبحت أصغر وأصغر،

0:01:53.617,0:01:56.049
الفيزياء الكمية جعلت الأشياء أكثر تعقيدًا.

0:01:56.649,0:01:59.805
بشكل مختصر، المقحل هو مفتاح كهربائي.

0:02:00.105,0:02:03.111
الكهرباء هي إلكترونات تتحرك من مكان لآخر،

0:02:03.111,0:02:07.818
فالمفتاح هو ممر قادر على منع [br]الإلكترونات من التحرك في اتجاه واحد.

0:02:08.408,0:02:11.678
اليوم، الحجم المعتاد لمقحل[br]ما هو 14 نانومتر،

0:02:11.678,0:02:15.481
أي أقل من قطر فيروس الاتش آي في بثمان مرات

0:02:15.481,0:02:18.451
وأقل ب 500 مرة من خلية دم حمراء.

0:02:18.931,0:02:22.497
بينما تصغر المقاحل لتصبح[br]بحجم عدد قليل من الذرات،

0:02:22.497,0:02:25.929
قد تقوم الإلكترونات بتحريك[br]نفسها إلى الجزء المغلق من الممر

0:02:25.929,0:02:28.173
عن طريق عملية تدعى "النفق الكمي".

0:02:28.643,0:02:31.649
في العالم الكمي، الفيزياء[br]تعمل بشكل مختلف تمامًا

0:02:31.649,0:02:33.358
عن الشكل القابل للتوقع[br]الذي اعتدنا عليه

0:02:33.358,0:02:36.561
فلذلك الكمبيوترات التقليدية[br]لا تصبح منطقية هنا.

0:02:37.071,0:02:40.935
نحن نقترب من عائق فيزيائي[br]حقيقي لتطورنا التقني.

0:02:41.655,0:02:44.001
ولحل هذه المشكلة، يحاول العلماء أن

0:02:44.001,0:02:47.016
يستخدموا تلك الخصائص[br]الكمية الغريبة لصالحهم

0:02:47.016,0:02:49.052
عن طريق بناء كمبيوترات كمية.

0:02:49.664,0:02:53.141
في الكمبيوترات العادية، ال Bits [br]هي أصغر الوحدات لتمثيل المعلومات.

0:02:53.611,0:02:57.787
الكمبيوترات الكمية تستخدم الـ Qubits[br]والتي يمكن أن تحمل واحدة من قيمتين

0:02:58.287,0:03:00.613
ال Qubit يمكن أن يكون أي[br]نظام كمي ثنائي المستوى،

0:03:00.613,0:03:04.290
كدورة في حقل مغناطيسي أو كفوتون منفرد.

0:03:04.580,0:03:07.518
الصفر والواحد هما الحالتين[br]الممكنة لهذا النظام،

0:03:07.518,0:03:10.678
كالاستقطاب العمودي أو الأفقي للفوتون.

0:03:11.148,0:03:14.524
في العالم الكمي، لا يجب على ال Qubit[br]أن يكون في حالة واحدة فقط من هاتين الحالتين:

0:03:14.524,0:03:17.656
بل يمكن أي يكون في كلا[br]الحالتين بنسب متفاوتة.

0:03:17.896,0:03:19.905
ويسمى هذا المفهوم بـ "مبدأ التراكب"

0:03:20.355,0:03:24.270
ولكن متى ما قمت بالتحقق من القيمة،[br]مثلًا عن طريق إرسال الفوتون من خلال فلتر،

0:03:24.270,0:03:28.664
فيجب عليه أن يقرر ما إذا كان[br]استقطابه عموديًا أو أفقيًا.

0:03:29.234,0:03:33.722
إذن، وطالما أنه لم يتم التحقق منه،[br]فإن ال Qubit سيكون خاضعًا لمبدأ التراكب

0:03:33.722,0:03:36.953
فيما يتعلق بالصفر والواحد فلا يمكن[br]التنبؤ بما ستكون الحالة عليه.

0:03:37.623,0:03:41.690
ولكن متى ما قمت بالتحقق منه،[br]فسيتحول تلقائيًا لإحدى الحالات.

0:03:42.380,0:03:44.537
مبدأ التراكب سيغير كل شيء.

0:03:45.267,0:03:48.233
أربعة Bits تقليدية يمكن أن تكون[br]في واحدة من 2 مرفوعة للقوة الرابعة

0:03:48.233,0:03:50.040
تراتيب مختلفة في أي وقت معطى

0:03:50.422,0:03:54.400
أي 16 ترتيب محتمل يمكنك[br]أن تختار واحد منها فقط.

0:03:54.960,0:03:57.016
ولكن، أربعة Qubits في مبدأ التراكب،

0:03:57.016,0:04:00.202
قادرة على أن تكون في جميع[br]الترايب ال 16 في نفس الوقت

0:04:00.875,0:04:04.020
ويتزايد الرقم بشكل تضاعفي [br]مع كل Qubit إضافي.

0:04:04.530,0:04:08.110
20 Qubit قادرة على تخزين[br]مليون قيمة بشكل متوازٍ.

0:04:08.780,0:04:11.680
كما أن هناك خاصية غريبة [br]وغير بديهية لل Qubits

0:04:11.680,0:04:15.147
هي "التشابك"، وهي رابط قوي يجعل كل Qubit

0:04:15.147,0:04:17.968
يتفاعل مع التغير في حالة[br]ال Qubit الآخر بشكل لحظي،

0:04:17.968,0:04:20.084
مهما بلغت المسافة بينهما.

0:04:20.564,0:04:23.254
ذلك يعني أنه بالتحقق من حالة[br]Qubit متشابك واحد،

0:04:23.254,0:04:27.562
يمكن حساب خصائص ال Qubit المتشابكة[br]معه بشكل مباشر دون الحاجة للتحقق منها.

0:04:27.942,0:04:30.718
التلاعب بال Qubit عملية مدهشة أيضًا.

0:04:31.118,0:04:34.010
البوابة المنطقية العادية، تستقبل[br]مجموعة بسيطة من المدخلات

0:04:34.010,0:04:36.133
وتُنتج مُخرجًا محددًا واحدًا.

0:04:36.654,0:04:39.863
البوابات الكمية، تستقبل مدخلات متراكبة،

0:04:39.863,0:04:44.780
ثم تقوم بتدوير الاحتمالات، وتنتج[br]مخرج متراكب.

0:04:45.430,0:04:49.965
إذن، الكمبيوتر الكمي يقوم بإنشاء Qubits، ثم يقوم[br]بتمريرها عبر البوابات الكمية لتتشابك

0:04:49.965,0:04:53.171
وللحصول على الاحتمالات، ليقوم[br]أخيرًا بالتحقق من المخرج،

0:04:53.171,0:04:57.501
معيدًا المتراكبات إلى سلسلة[br]من الأصفار والواحدات.

0:04:57.991,0:05:00.996
وذلك يعني أنك تحصل على[br]جميع الحسابات الممكنة

0:05:00.996,0:05:04.138
بناء على مدخلاتك دفعة واحدة بنفس الوقت.

0:05:04.728,0:05:06.895
في النهاية، يمكنك أن تقيس أحد النتائج

0:05:06.895,0:05:09.466
ويحتمل أن تكون الوحيدة التي تريدها أنت،

0:05:09.466,0:05:11.697
ولذلك ربما ستضطر لإعادة التحقق[br]والتجربة مرة أخرى.

0:05:12.717,0:05:15.886
ولكن باستغلال التراكب والتشابك بشكل ذكي،

0:05:15.886,0:05:17.888
قد يكون ذلك أكثر كفاءة بأضعاف

0:05:17.888,0:05:20.427
مما سيكون ممكنًا بكمبيوتر[br]حالي على الإطلاق.

0:05:21.747,0:05:25.463
إذن، ورغم أن الكمبيوترات الكمية[br]لن تحل محل كمبيوتراتنا المنزلية،

0:05:25.463,0:05:28.201
إلا أنها ستكون أكثر كفاءة بشكل[br]كبير في جوانب أخرى.

0:05:28.771,0:05:30.457
أحد هذه الجوانب هي البحث[br]في قواعد البيانات.

0:05:30.817,0:05:32.264
لإيجاد شيء ما في قاعدة بيانات،

0:05:32.264,0:05:35.479
قد يضطر الكمبيوتر العادي لاختبار كل[br]واحدة من البيانات المدخلة.

0:05:36.019,0:05:38.812
الكمبيوترات الكمية تحتاج مدة مساوية للجذر[br]التربيعي للوقت الذي يحتاجه الكمبيوتر العادي

0:05:38.812,0:05:41.934
وذلك يمثل فارق شاسع جدًا بالنسبة[br]لقواعد البيانات الكبيرة

0:05:42.761,0:05:46.595
الاستخدام الأكثر شيوعًا للكمبيوترات الكمية[br]، هو تخريب أمن تقنية المعلومات

0:05:47.235,0:05:49.746
حاليًا، تصفحك للإنترنت، والبريد الإلكتروني،[br]والبيانات البنكية

0:05:49.746,0:05:53.193
يتم تأمينها عن طريق نظام تشفير،[br]بحيث تعطي الآخرين

0:05:53.193,0:05:56.587
مفتاح عام، لفك شفرة رسائل[br]أنت فقط يمكنك تشفيرها.

0:05:57.057,0:05:59.889
المشكلة هي أن هذا المفتاح العام[br]من الممكن أن يستخدم

0:05:59.889,0:06:02.014
لحساب مفتاحك الخاص السري.

0:06:02.544,0:06:05.520
لحسن الحظ، القيام بالحسابات الضرورية[br]لذلك على كمبيوتر عادي

0:06:05.520,0:06:07.690
سيستغرق - حرفيًا - سنوات من[br]التجربة والخطأ.

0:06:08.110,0:06:10.520
ولكن الكمبيوتر الكمي، ذو السرعات المضاعفة

0:06:10.520,0:06:11.906
سيتمكن من القيام بها بلحظات.

0:06:12.636,0:06:15.345
استخدام آخر شيّق للكمبيوترات[br]الكمية هو في المحاكاة

0:06:15.795,0:06:18.897
المحاكاة للعالم الكمي ثقيلة[br]جدًا على الموارد

0:06:18.897,0:06:22.062
وحتى في البنى الأكبر مثل الجزيئات

0:06:22.062,0:06:23.954
غالباً تفتقد للدقة

0:06:24.504,0:06:28.254
إذا لماذا لا تتم محاكاة الفيزياء الكمومية [br]مع الفيزياء الكمومية الحقيقة؟

0:06:29.004,0:06:31.888
المحاكي الكمي يمكن أن يوفر رؤى جديدة [br]على البروتينات

0:06:31.888,0:06:33.783
مما يساهم في ثورة في الطب

0:06:34.403,0:06:36.878
الآن لا نعلم إذا كانت [br]الحواسيب الكمومية ستكون

0:06:36.878,0:06:40.680
فقط أداة متخصصة أو ثورة بشرية ضخمة

0:06:41.090,0:06:43.733
ليس لدينا فكرة ما هي حدود التكنولوجيا

0:06:43.733,0:06:45.863
وهناك طريقة واحدة لمعرفة ذلك!

0:06:47.563,0:06:50.625
هذا الفيديو برعاية الأكاديمية الأسترالية[br]للعلوم

0:06:50.625,0:06:53.525
والتي ترعى وتشجع التفوق في العلم

0:06:54.425,0:06:56.595
لمعرفة أكبر عن هذا الموضوع[br]ومواضيع آخرى على

0:06:56.595,0:06:58.567


0:06:58.911,0:07:01.917
العمل معهم كان دفعة قوية لنا، [br]قم بزيارة موقعهم

0:07:02.387,0:07:06.070
فيديوهاتنا أصبحت موجودة بفضل دعمكم على[br]Patreon.com

0:07:06.630,0:07:10.796
إذا أردت أن تدعمنا وتكون جزء من فريق[br]Kurzgesagt

0:07:10.796,0:07:12.361
قم بزيارة صفحتنا على Patreon