WEBVTT

00:00:00.195 --> 00:00:03.313
على مر التاريخ، تكونت التقنية البشرية من

00:00:03.313 --> 00:00:06.051
أدمغتنا، النار، والعصيّ الحادة.

00:00:06.631 --> 00:00:10.102
بالرغم من أن النار والعصي الحادة تحولت
إلى 
محطات كهرباء وأسلحة نووية

00:00:10.102 --> 00:00:12.692
التحديث الأكبر كان لأدمغتنا

00:00:13.132 --> 00:00:17.619
منذ ستينات القرن الماضي، قدراتنا 
الذهنية أخذت بالتضاعف

00:00:17.619 --> 00:00:21.794
مما سمح للكمبيوترات بأن تصبح 
أصغر وأقوى في الوقت ذاته.

00:00:22.524 --> 00:00:25.444
ولكن هذه العملية مقبلة على
حدودها الفيزيائية

00:00:25.834 --> 00:00:28.721
أجزاء الحاسب الآلي تكاد تصبح بحجم الذرة

00:00:29.391 --> 00:00:32.689
لإيضاح لماذا تعتبر هذه مشكلة، يجب
توضيح بعض الأساسيات.

00:00:39.666 --> 00:00:43.903
الحاسب الآلي مبني من أجزاء بسيطة
جدًا تقوم بأشياء بسيطة جدًا،

00:00:43.903 --> 00:00:48.474
تمثيل البيانات، إمكانية معالجتها
، وآليات التحكم.

00:00:49.064 --> 00:00:50.678
شرائح الحاسبات تحتوي على وحدات

00:00:50.678 --> 00:00:53.906
والتي بدورها تحتوي على بوابات، وتحتوي
تلك البوابات على "مقاحل"

00:00:54.556 --> 00:00:58.459
المقحل (مقاوم النقل) هو أبسط أشكال
معالجات البيانات في الكمبيوترات

00:00:58.459 --> 00:01:01.555
بشكل أبسط، هو مفتاح من الممكن
أي يفتح أو يغلق

00:01:01.555 --> 00:01:03.479
الطريق على المعلومات المارة.

00:01:03.939 --> 00:01:08.463
هذه المعلومات مكونة من وحدات تدعى
Bits والتي يمكن أن تكون أحد القيميتين صفر أو واحد

00:01:09.073 --> 00:01:12.982
سلسلة من هذه الوحدات (Bits) تستخدم
لتمثيل معلومات أكثر تعقيدًا

00:01:13.502 --> 00:01:18.025
المقاحل (مقاومات النقل) تعمل سوية لتمثل
بوابات منطقية، والتي تقوم بأشياء بسيطة جدًا.

00:01:18.025 --> 00:01:22.888
مثلًا، مخرجات البوابة المنطقية "وَ" تكون
1 في حالة جميع كانت المدخلات 1

00:01:22.888 --> 00:01:25.104
في أي حالة أخرى يكون المخرج 0

00:01:25.664 --> 00:01:28.982
مجموعات البوابات المنطقية 
تشكل الوحدات نافعة

00:01:28.982 --> 00:01:31.066
مثلًا، لإضافة عددين

00:01:31.446 --> 00:01:35.134
متى ما استطعت الجمع، ستتمكن من 
الضرب، ومتى ما تمكنت من الضرب،

00:01:35.134 --> 00:01:36.851
ستتمكن من فعل أي شيء

00:01:37.481 --> 00:01:41.038
وبما أن جميع العمليات الأساسية
أسهل من رياضيات الصف الأول،

00:01:41.038 --> 00:01:43.729
يمكنك تخيل الكمبيوتر كمجموعة
من الأطفال بعمر السابعة

00:01:43.729 --> 00:01:46.038
يقومون بالإجابة على أسئلة 
الرياضيات الأساسية

00:01:46.578 --> 00:01:50.717
عدد كافٍ منهم سيتمكن من حساب
أي شيء، من الفيزياء الفلكية لزيلدا.

00:01:51.277 --> 00:01:53.617
وبما أن الأجزاء أصبحت أصغر وأصغر،

00:01:53.617 --> 00:01:56.049
الفيزياء الكمية جعلت الأشياء أكثر تعقيدًا.

00:01:56.649 --> 00:01:59.805
بشكل مختصر، المقحل هو مفتاح كهربائي.

00:02:00.105 --> 00:02:03.111
الكهرباء هي إلكترونات تتحرك من مكان لآخر،

00:02:03.111 --> 00:02:07.818
فالمفتاح هو ممر قادر على منع 
الإلكترونات من التحرك في اتجاه واحد.

00:02:08.408 --> 00:02:11.678
اليوم، الحجم المعتاد لمقحل
ما هو 14 نانومتر،

00:02:11.678 --> 00:02:15.481
أي أقل من قطر فيروس الاتش آي في بثمان مرات

00:02:15.481 --> 00:02:18.451
وأقل ب 500 مرة من خلية دم حمراء.

00:02:18.931 --> 00:02:22.497
بينما تصغر المقاحل لتصبح
بحجم عدد قليل من الذرات،

00:02:22.497 --> 00:02:25.929
قد تقوم الإلكترونات بتحريك
نفسها إلى الجزء المغلق من الممر

00:02:25.929 --> 00:02:28.173
عن طريق عملية تدعى "النفق الكمي".

00:02:28.643 --> 00:02:31.649
في العالم الكمي، الفيزياء
تعمل بشكل مختلف تمامًا

00:02:31.649 --> 00:02:33.358
عن الشكل القابل للتوقع
الذي اعتدنا عليه

00:02:33.358 --> 00:02:36.561
فلذلك الكمبيوترات التقليدية
لا تصبح منطقية هنا.

00:02:37.071 --> 00:02:40.935
نحن نقترب من عائق فيزيائي
حقيقي لتطورنا التقني.

00:02:41.655 --> 00:02:44.001
ولحل هذه المشكلة، يحاول العلماء أن

00:02:44.001 --> 00:02:47.016
يستخدموا تلك الخصائص
الكمية الغريبة لصالحهم

00:02:47.016 --> 00:02:49.052
عن طريق بناء كمبيوترات كمية.

00:02:49.664 --> 00:02:53.141
في الكمبيوترات العادية، ال Bits 
هي أصغر الوحدات لتمثيل المعلومات.

00:02:53.611 --> 00:02:57.787
الكمبيوترات الكمية تستخدم الـ Qubits
والتي يمكن أن تحمل واحدة من قيمتين

00:02:58.287 --> 00:03:00.613
ال Qubit يمكن أن يكون أي
نظام كمي ثنائي المستوى،

00:03:00.613 --> 00:03:04.290
كدورة في حقل مغناطيسي أو كفوتون منفرد.

00:03:04.580 --> 00:03:07.518
الصفر والواحد هما الحالتين
الممكنة لهذا النظام،

00:03:07.518 --> 00:03:10.678
كالاستقطاب العمودي أو الأفقي للفوتون.

00:03:11.148 --> 00:03:14.524
في العالم الكمي، لا يجب على ال Qubit
أن يكون في حالة واحدة فقط من هاتين الحالتين:

00:03:14.524 --> 00:03:17.656
بل يمكن أي يكون في كلا
الحالتين بنسب متفاوتة.

00:03:17.896 --> 00:03:19.905
ويسمى هذا المفهوم بـ "مبدأ التراكب"

00:03:20.355 --> 00:03:24.270
ولكن متى ما قمت بالتحقق من القيمة،
مثلًا عن طريق إرسال الفوتون من خلال فلتر،

00:03:24.270 --> 00:03:28.664
فيجب عليه أن يقرر ما إذا كان
استقطابه عموديًا أو أفقيًا.

00:03:29.234 --> 00:03:33.722
إذن، وطالما أنه لم يتم التحقق منه،
فإن ال Qubit سيكون خاضعًا لمبدأ التراكب

00:03:33.722 --> 00:03:36.953
فيما يتعلق بالصفر والواحد فلا يمكن
التنبؤ بما ستكون الحالة عليه.

00:03:37.623 --> 00:03:41.690
ولكن متى ما قمت بالتحقق منه،
فسيتحول تلقائيًا لإحدى الحالات.

00:03:42.380 --> 00:03:44.537
مبدأ التراكب سيغير كل شيء.

00:03:45.267 --> 00:03:48.233
أربعة Bits تقليدية يمكن أن تكون
في واحدة من 2 مرفوعة للقوة الرابعة

00:03:48.233 --> 00:03:50.040
تراتيب مختلفة في أي وقت معطى

00:03:50.422 --> 00:03:54.400
أي 16 ترتيب محتمل يمكنك
أن تختار واحد منها فقط.

00:03:54.960 --> 00:03:57.016
ولكن، أربعة Qubits في مبدأ التراكب،

00:03:57.016 --> 00:04:00.202
قادرة على أن تكون في جميع
الترايب ال 16 في نفس الوقت

00:04:00.875 --> 00:04:04.020
ويتزايد الرقم بشكل تضاعفي 
مع كل Qubit إضافي.

00:04:04.530 --> 00:04:08.110
20 Qubit قادرة على تخزين
مليون قيمة بشكل متوازٍ.

00:04:08.780 --> 00:04:11.680
كما أن هناك خاصية غريبة 
وغير بديهية لل Qubits

00:04:11.680 --> 00:04:15.147
هي "التشابك"، وهي رابط قوي يجعل كل Qubit

00:04:15.147 --> 00:04:17.968
يتفاعل مع التغير في حالة
ال Qubit الآخر بشكل لحظي،

00:04:17.968 --> 00:04:20.084
مهما بلغت المسافة بينهما.

00:04:20.564 --> 00:04:23.254
ذلك يعني أنه بالتحقق من حالة
Qubit متشابك واحد،

00:04:23.254 --> 00:04:27.562
يمكن حساب خصائص ال Qubit المتشابكة
معه بشكل مباشر دون الحاجة للتحقق منها.

00:04:27.942 --> 00:04:30.718
التلاعب بال Qubit عملية مدهشة أيضًا.

00:04:31.118 --> 00:04:34.010
البوابة المنطقية العادية، تستقبل
مجموعة بسيطة من المدخلات

00:04:34.010 --> 00:04:36.133
وتُنتج مُخرجًا محددًا واحدًا.

00:04:36.654 --> 00:04:39.863
البوابات الكمية، تستقبل مدخلات متراكبة،

00:04:39.863 --> 00:04:44.780
ثم تقوم بتدوير الاحتمالات، وتنتج
مخرج متراكب.

00:04:45.430 --> 00:04:49.965
إذن، الكمبيوتر الكمي يقوم بإنشاء Qubits، ثم يقوم
بتمريرها عبر البوابات الكمية لتتشابك

00:04:49.965 --> 00:04:53.171
وللحصول على الاحتمالات، ليقوم
أخيرًا بالتحقق من المخرج،

00:04:53.171 --> 00:04:57.501
معيدًا المتراكبات إلى سلسلة
من الأصفار والواحدات.

00:04:57.991 --> 00:05:00.996
وذلك يعني أنك تحصل على
جميع الحسابات الممكنة

00:05:00.996 --> 00:05:04.138
بناء على مدخلاتك دفعة واحدة بنفس الوقت.

00:05:04.728 --> 00:05:06.895
في النهاية، يمكنك أن تقيس أحد النتائج

00:05:06.895 --> 00:05:09.466
ويحتمل أن تكون الوحيدة التي تريدها أنت،

00:05:09.466 --> 00:05:11.697
ولذلك ربما ستضطر لإعادة التحقق
والتجربة مرة أخرى.

00:05:12.717 --> 00:05:15.886
ولكن باستغلال التراكب والتشابك بشكل ذكي،

00:05:15.886 --> 00:05:17.888
قد يكون ذلك أكثر كفاءة بأضعاف

00:05:17.888 --> 00:05:20.427
مما سيكون ممكنًا بكمبيوتر
حالي على الإطلاق.

00:05:21.747 --> 00:05:25.463
إذن، ورغم أن الكمبيوترات الكمية
لن تحل محل كمبيوتراتنا المنزلية،

00:05:25.463 --> 00:05:28.201
إلا أنها ستكون أكثر كفاءة بشكل
كبير في جوانب أخرى.

00:05:28.771 --> 00:05:30.457
أحد هذه الجوانب هي البحث
في قواعد البيانات.

00:05:30.817 --> 00:05:32.264
لإيجاد شيء ما في قاعدة بيانات،

00:05:32.264 --> 00:05:35.479
قد يضطر الكمبيوتر العادي لاختبار كل
واحدة من البيانات المدخلة.

00:05:36.019 --> 00:05:38.812
الكمبيوترات الكمية تحتاج مدة مساوية للجذر
التربيعي للوقت الذي يحتاجه الكمبيوتر العادي

00:05:38.812 --> 00:05:41.934
وذلك يمثل فارق شاسع جدًا بالنسبة
لقواعد البيانات الكبيرة

00:05:42.761 --> 00:05:46.595
الاستخدام الأكثر شيوعًا للكمبيوترات الكمية
، هو تخريب أمن تقنية المعلومات

00:05:47.235 --> 00:05:49.746
حاليًا، تصفحك للإنترنت، والبريد الإلكتروني،
والبيانات البنكية

00:05:49.746 --> 00:05:53.193
يتم تأمينها عن طريق نظام تشفير،
بحيث تعطي الآخرين

00:05:53.193 --> 00:05:56.587
مفتاح عام، لفك شفرة رسائل
أنت فقط يمكنك تشفيرها.

00:05:57.057 --> 00:05:59.889
المشكلة هي أن هذا المفتاح العام
من الممكن أن يستخدم

00:05:59.889 --> 00:06:02.014
لحساب مفتاحك الخاص السري.

00:06:02.544 --> 00:06:05.520
لحسن الحظ، القيام بالحسابات الضرورية
لذلك على كمبيوتر عادي

00:06:05.520 --> 00:06:07.690
سيستغرق - حرفيًا - سنوات من
التجربة والخطأ.

00:06:08.110 --> 00:06:10.520
ولكن الكمبيوتر الكمي، ذو السرعات المضاعفة

00:06:10.520 --> 00:06:11.906
سيتمكن من القيام بها بلحظات.

00:06:12.636 --> 00:06:15.345
استخدام آخر شيّق للكمبيوترات
الكمية هو في المحاكاة

00:06:15.795 --> 00:06:18.897
المحاكاة للعالم الكمي ثقيلة
جدًا على الموارد

00:06:18.897 --> 00:06:22.062
وحتى في البنى الأكبر مثل الجزيئات

00:06:22.062 --> 00:06:23.954
غالباً تفتقد للدقة

00:06:24.504 --> 00:06:28.254
إذا لماذا لا تتم محاكاة الفيزياء الكمومية 
مع الفيزياء الكمومية الحقيقة؟

00:06:29.004 --> 00:06:31.888
المحاكي الكمي يمكن أن يوفر رؤى جديدة 
على البروتينات

00:06:31.888 --> 00:06:33.783
مما يساهم في ثورة في الطب

00:06:34.403 --> 00:06:36.878
الآن لا نعلم إذا كانت 
الحواسيب الكمومية ستكون

00:06:36.878 --> 00:06:40.680
فقط أداة متخصصة أو ثورة بشرية ضخمة

00:06:41.090 --> 00:06:43.733
ليس لدينا فكرة ما هي حدود التكنولوجيا

00:06:43.733 --> 00:06:45.863
وهناك طريقة واحدة لمعرفة ذلك!

00:06:47.563 --> 00:06:50.625
هذا الفيديو برعاية الأكاديمية الأسترالية
للعلوم

00:06:50.625 --> 00:06:53.525
والتي ترعى وتشجع التفوق في العلم

00:06:54.425 --> 00:06:56.595
لمعرفة أكبر عن هذا الموضوع
ومواضيع آخرى على

00:06:56.595 --> 00:06:58.567


00:06:58.911 --> 00:07:01.917
العمل معهم كان دفعة قوية لنا، 
قم بزيارة موقعهم

00:07:02.387 --> 00:07:06.070
فيديوهاتنا أصبحت موجودة بفضل دعمكم على
Patreon.com

00:07:06.630 --> 00:07:10.796
إذا أردت أن تدعمنا وتكون جزء من فريق
Kurzgesagt

00:07:10.796 --> 00:07:12.361
قم بزيارة صفحتنا على Patreon