العد التنازلي ليوم Q - الجزء 1 بواسطة @apruden08 تستفيد الحوسبة الكمومية من ميكانيكا الكم ، وهي النظرية الفيزيائية الأكثر دقة التي ابتكرها العلم على الإطلاق. منذ أن اقترح الفيزيائي ريتشارد فاينمان المفهوم لأول مرة في عام 1981 ، انتقلت أجهزة الكمبيوتر الكمومية من النظرية إلى الواقع ، مع توفر نماذج أولية متعددة تعمل اليوم. كان تحقيقهم على أصغر المقاييس انتصارا نظريا. ومع ذلك ، فإن آلات الجيل الأول هذه بدائية مقارنة حتى بالأجهزة الكلاسيكية من فئة المستهلك. لكي تكون أجهزة الكمبيوتر الكمومية ذات صلة ، يجب أن تتوسع في نطاق واسع. على الرغم من أننا نسميها "أجهزة الكمبيوتر" ، إلا أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية تختلف اختلافا جوهريا عن الجهاز الكلاسيكي الذي تستخدمه لقراءة هذا. يعد فهم المبادئ الأساسية لميكانيكا الكم ، وعلى وجه الخصوص كيف تختلف عن مفاهيمنا الكلاسيكية للحساب ، أمرا بالغ الأهمية لفهم القوة الكامنة للكمبيوتر الكمومي وتحديات بناء واحد. هذا المنشور هو الأول في سلسلة من خمسة أجزاء ستوفر فهما أساسيا للحوسبة الكمومية ، ومنهجية لتقدير الجدول الزمني لجهاز كمبيوتر كمي ذي صلة مشفرة. سيوفر هذا الأساس في النهاية إطارا لنا لتقييم الجدول الزمني ل Q-Day بشكل واقعي لفهم المدة التي يتعين علينا الاستعداد فيها. الاختلافات الأساسية بين الحوسبة الكلاسيكية والكمية بينما تعمل أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية على مفاهيم منطقية مباشرة نسبيا ، تعتمد أجهزة الكمبيوتر الكمومية على مبادئ ميكانيكا الكم التي تتحدى حدسنا اليومي حول المعلومات. تعطي مفاهيم مثل التراكب والتشابك والتداخل ونظرية عدم الاستنساخ أجهزة الكمبيوتر الكمومية خصائص مختلفة جذريا مقارنة بأجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية ، وبالتالي قدرات وقيود مختلفة. فيما يلي بعض الجوانب الرئيسية لميكانيكا الكم التي تحدد بطبيعتها الكمبيوتر الكمومي: التراكب - في ميكانيكا الكم ، لا تشغل الجسيمات حالات محددة مثل البتات الكلاسيكية. بدلا من ذلك ، توجد في تراكب ، أو مجموعة خطية من الحالات المحتملة ، موصوفة بواسطة دالة موجية. تقوم هذه الدالة الموجية بتشفير جميع الحالات الممكنة للنظام الذي تصفه. بشكل ملموس ، في حين أن البت الكلاسيكي يمثل بشكل نهائي إما 0 أو 1 ، يمكن أن يكون الكيوبت في تراكب كليهما في وقت واحد. تعتمد النتيجة التي تحصل عليها عند القياس على توزيع الاحتمالية المشتق من الدالة الموجية. بمعنى آخر ، يسمح التراكب للكيوبت بتشفير مساحة أكثر ثراء من الحالات من البت الكلاسيكي ، وهو ما يمنح الحوسبة الكمومية إمكاناتها الأسية. هذه النقطة ضرورية لفهم أحد التحديات الرئيسية في بناء كمبيوتر كمي. في الحوسبة الكلاسيكية ، يكون القياس سلبيا ، حيث لا تغيره ذاكرة القراءة. لكن في ميكانيكا الكم ، يؤدي فعل قياس النظام إلى انهيار التراكب إلى حالة محددة. للحصول على ميزة ذات مغزى من الكمبيوتر الكمومي ، يجب الحفاظ على هذا التراكب بعناية حتى اللحظة المناسبة. التشابك - في ميكانيكا الكم ، يمكن أن تتشابك الجسيمات ، مما يعني أن حالاتها تصبح مرتبطة بطريقة يجب وصفها بأنها نظام واحد. حتى عند فصلها بمسافات كبيرة ، ترتبط نتيجة القياس لأحد الجسيمات بحالة الجسيم الأخرى (أو حتى تحددها). بمعنى آخر ، التشابك هو نوع خاص من التراكب الذي يمتد عبر جزيئات متعددة. إنها إحدى الميزات الرئيسية التي تمكن أجهزة الكمبيوتر الكمومية من التوسع بشكل كبير ، ولكنها أيضا واحدة من أكثر الميزات هشاشة للحفاظ عليها بمرور الوقت و / أو المسافة. التداخل - يكمن أحد الاختلافات الرئيسية بين الاحتمالات الكمومية والكلاسيكية في مفهوم التداخل. في الأنظمة الكلاسيكية ، تضيف الاحتمالات ببساطة (على سبيل المثال ، يعطي تقليب عملتين فرصة بنسبة 25٪ لكل نتيجة). ولكن في ميكانيكا الكم ، يمكن أن تتداخل السعات (مكونات الدالة الموجية) مع بعضها البعض قبل القياس. يمكن أن تعزز هذه السعات (التداخل البناء) أو تلغي (التداخل المدمر) ، اعتمادا على مراحلها النسبية. يمكن لأجهزة الكمبيوتر الكمومية استغلال هذه الظاهرة "لتوجيه" الحساب نحو الإجابات الصحيحة. بدلا من مجرد استكشاف جميع المسارات بالتوازي ، تم تصميم خوارزمية كمومية بحيث تتداخل الإجابات الخاطئة بشكل مدمر وتلغي ، بينما تتداخل المسارات المرغوبة المؤدية إلى الإجابات الصحيحة بشكل بناء وتهيمن على النتيجة النهائية.  بدون هذه القدرة على تضخيم النتائج الصحيحة وقمع النتائج غير الصحيحة ، لن تقدم الحوسبة الكمومية أي ميزة على الأساليب العشوائية الكلاسيكية. نظرية عدم الاستنساخ - نظرا لأن القراءة لها تأثير مباشر على النظام ، من حيث أنها تنهار التراكبات إلى حالات محددة ، فمن المستحيل "نسخ" الحالات الكمومية. هذه هي نظرية عدم الاستنساخ. ...