Quantum Technology (تكنولوجيا الكم)

Quantum Technology

          التطور سنه الحياه وكل يوم يمرعلينا نجد براءه اختراع جديده ونجد تكنولوجيا جديده قد دخلت مجال الخدمه وتفتح مجالات

اخري للعمل هذا يحددث حتي من قبل الثوره الصناعيه وليس بقريب معنا اليوم احدث تكنولوجيا متعدده الاستخدامات.....

         

اولا ماهي  Quantum Technology؟

          هي فئة من التقنيات التي تعمل باستخدام مبادئ ميكانيكا الكم (فيزياء الجسيمات دون الذرية) ، بما في ذلك التشابك 

الكمي والتراكب الكمومي.....

اعتقد ان هذا التعريف معقد لدرجه لا يمكن تخيلها دعني اوضح لك اكثر 

1- التشابك الكمي:-

          التشابك الكمي هو عندما تكون ذرتان متصلتان و على الرغم من فصلهما إذا تم تغيير خصائص أحدهما 

يتغير الآخر على الفور و من الناحية النظرية ، سيكون هذا هو الحال حتى لو كان الكون بأكمله يفصل الذرات المتشابكة.

 ميكانيكا الكم ببساطة أن ملاحظة الذرة تغير خصائصها.

( تفسر ميكانيكا الكم ان أحد الاحتمالات التي تخلقها  هو تعزيز أمن الاتصالات من خلال مفاتيح التشفير المحمية الكمومية و يمكن استخدام ذرات متشابكة لاكتشاف ما إذا كان احد الاشخص تدخل في نقل البيانات و سرقتها )

على سبيل المثال،إذا كان هناك ذرتان متشابكان مع دوران يدور عكس عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة يتم إرسال ذرة 

واحدة مع مفتاح التشفير وإذا اعترضت إحدى أجهزة التنصت الإرسال ، فإن هذا يتسبب في تغيير في دوران الذرة  و هذا يؤثرعلى 

الحالة الكمية الإجمالية للنظام ويؤدي إلى اكتشاف محاولة التنصت.....

2- تراكب الكم :- 

          واحد من المبادئ الأساسية في ميكانيكا الكم و يُؤكد هذا المبدأ أن الحالات الكمومية المتاحة يُمكن أن تُضاف إلى بعضها البعض

وينتج عن ذلك حالة كمومية أخرى متاحة أيضاً و أنماط التداخل الحاصلة للفوتونات في تجربة الشق المزدوج هي نتيجة رصدية

 لمبدأ التراكب....

( يشير التراكب الكمي  إلي خاصية حلول معادلة شرودنجر نظراّ شرودنجر خطية فإن أي مجموعة خطية من الحلول ستصبح حلاً ايضا)

وعلي سبيل المثال تجربة التفكير لدي قطة شرودنغر :- 

          قطة و زجاجة  سم ومصدر مشع في صندوق مغلق و إذا اكتشف عداد جيجر النشاط الإشعاعي ، فإنه يحطم القارورة

ويطلق السم ويقتل القطة لأن الكشف عن النشاط الإشعاعي هو عملية إحصائية  من الممكن  أن تكون القطة حية او ميتة اذا تم إغلاق

الصندوق  مع تأكيد النتيجة فقط عند فتح الصندوق وملاحظة أن القطة في حالة أو أخرى

إن التطبيق العملي لهذه النسخة الواقعية من الواقع يعتبر أكثر وضوحاً في أجهزة الكمبيوتر الكمومية....

هناك سؤال يدور في عقلك الان وهو ماهو الدافع وراء كتابه هذا الموضوع؟؟.....صحيح

دعني اجاوبك 

1- أصبحت جزءًا مهما في مجال الطاقة النووية . 

2- تستخدم في الأعمال الهندسية و تستغل قدر كبير من  ميكانيكا الكم و علي سبيل المثال (التحكم في التشابك الكمي وتراكب الكم).

3-تساعد quantum Technology بتحسين مجموعات من الأدوات اليومية.....مثل 

1- أنظمة  الملاحة و التوقيت الاكثر دقة.

2- تجعل مجال الاتصالات أكثر أمناً.

3- تساعد فى تصوير أكثر دقة للرعاية الصحية.

الاستثمار في quantum Technology ؟ 

          في عام 2015 ، استثمرت حكومة إنجلترا  حوالي 400 مليون جنيه استرليني لتطوير الخبرة الكمية للبلاد 

وتم تخصيص العديد من الأموال في أربعة محاور جامعية ، و أدى إلى حدوث تطورات مدهشة.

ولكن حتى وقتنا هذالم يتحقق سوى عائد ضئيل على الاستثمار لأن الجامعات تجد صعوبة في دفع التكنولوجيا إلى الصناعة 

وجعل ابتكاراتها تؤثر على مشاكل العالم الحقيقي...

          لكن التغلب علي ضعف مشكلة الاستثمار لم يعد سهلاً، بدأت الحكومة في التحقيق في فرص تكنولوجيا الكم

والهدف هو جعل إنجلترا  رائدة على مستوى العالم في هذا المجال من خلال نقل الاكتشافات البحثية بسرعة من المختبر إلى ا

لتطبيقات العملية....

          بناءاً علي ذلك فإن الشركات التي تتطلع إلى الاستثمار بشكل فعال في Quantum  Technology

يجب علي الشركات  أن ترتب إلى العمل مع محاور الجامعة والشركات الموجهة للأعمال التجارية المطلعة على التكنولوجيا

لأن لدى الجامعات أفكار جيدة تقوم على العلم ، و الشركات لديها المشاكل الحقيقية التي يمكن أن تحلها هذه البراعة 

لكي يستمر هذه المجال   يجب أن يكون هناك تقييمات تعاونية لكيفية مقارنة التكنولوجيا الكمومية الجديدة بالبدائل التقليدية

اذا تم هذا من السهل  للمؤسسات بناء حالات تجارية و اقتصادية قوية......

هذا هو النهج الذي اتبع عند العمل مع احدي شركات الملاحة العالمية  لتطوير نظام ملاحي كمومي و تم العمل على فحص  

الاستكشافات و التحسينات التي يمكن أن تحدثها Quantum  Technology مما أدي إلى خلق حالة عمل للنظام الذي  يكون 

في طريقة إلي التطوير في مراحله الأولى........

بعض من استخدامات Quantum Technology

1- أجهزة استشعار الحركة و التصوير  :- 

          باستخدام تقنية الكم ، تصبح المجالات المغناطيسية أسهل بكثير في الكشف والتحكم  مما يؤدي إلي خلق إمكانيات في 

مجالات مثل التصوير الطبي. على سبيل المثال ، استخدام الباحثون كاشفات المجال المغناطيسي الكمومي 

لوضع التصوير المغناطيسي للدماغ (MEG) في هيكل عظمي . يراقب هذا الجهاز الثوري كيفية تفاعل الدماغ مع المهام اليومية

وإنها تقنية يمكن أن تساعد في تشخيص اضطرابات الدماغ المختلفة و خاصة المتعلقة بالحركة....

2- الاتصال الآمن:- 

         الناحية النظرية ، سترفع التكنولوجيا الكمية من مستوى امان الاتصال و لديها القدرة على إنشاء ما يعادل ختم مقاوم للعبث

والذي يكشف إذا تم التدخل في الاتصالات الرقمية أثناء النقل. تستخدم التقنية توزيع مفتاح الكم (QKD) ، حيث يتم إرسال المفتاح

ويكتشف جهاز الاستقبال ما إذا كان هناك أي تنصت من شخصا ما و في الآونة الأخيرة ، تم عرض ارتباط مشفر خاص بـ(QKD) 

بين الصين والنمسا باستخدام قمر صناعي كمّي متخصص.....

واستكشف البحث الاكاديمي أيضًا ان استخدام بطاقة ائتمان أو هاتف محمول لانتزاع مفاتيح QKD للاستخدام مرة واحدة من النقاط 

النقدية للمعاملات المالية الفردية. تستثمر دول مثل الصين في هذه التقنية وقد أنشأت أكثر من 2000 كيلومتر من الروابط

 المحمية (QKD) .

(QKD):- 

          اختصار (QUANTUM KEY DISTRIBUTION) وتعني التعمية الكمية و تعتمد توثيق و ضمان الأمان

 في نقل البيانات في الاتصالات بناء على قواعد و ظواهر الميكانيك الكمومي.....

3- الملاحة و التوقيت:-

       

          تعد الساعات الكمومية بعمل نسخة احتياطية فائقة الدقة لأنظمة GPS عندما تكون الإشارات ضعيفة ، على سبيل المثال

في الداخل أو في المناطق المبنية. ما مدى أهمية ذلك بالنسبة لعملك؟ كشركة تأمين على السيارات،فإن قياس الأماكن التي يكون 

فيها السائقون أكثر دقة يمكن أن يجعلك أفضل في فهم المخاطر وتحديد أقساط التأمين..

وهي ميزة قيمة في الحقبة القادمة من السيارات بدون سائق. كشركة طيران ، يمكن أن يمنحك نسخة احتياطية أفضل لنظام تحديد 

المواقع العالمي من أنظمة الملاحة بالقصور الذاتي القائمة على المستشعر الكلاسيكية الحالية.

والتي تنحرف أجهزة استشعار الحركة الخاصة بها مع الوقت والمسافة بمعدل ميل بحري واحد في الساعة تقريبًا. 

يمكن أن يساعد أعمال النقل الخاصة بك على إحباط السائقين الذين يفلتون من استخدام عربات النقل والشاحنات بشكل غير قانوني

عن طريق إيقاف إشارات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) التي تصل إلى آلات تسجيل السرعة الخاصة بهم مع أجهزة التشويش.

الساعات الكمومية:-

 الساعات الكموميهالصغيرة متاحة بالفعل في الولايات المتحدة ، مع آخرين من المملكة المتحدة ،

 تساعد في تقليل أخطاء الملاحة عن طريق قياس الجاذبية و التي تختلف من مكان لآخر ،  يمكن لـQuantum تحسين دقة 

الأنظمة الكلاسيكية أو التنقل بالجاذبية وحدها 

و بناء على ذلك أنشأ باحثون في جامعة برمنغهام مقياس جاذبية كمومي يمكنه اكتشاف الفراغات تحت الأجسام الصلبة

...................................................................................

هذا كان كل شيئ عن Quantum Technology واليه عملها 

الي اللقاء في مقالات اخري انشاء الله