داخل تقنية الكم

تعد الحوسبة الحيوية والحوسبة الكمومية من التقنيات المتطورة التي لديها القدرة على إحداث ثورة في الطريقة التي نعالج بها المعلومات ونحل المشكلات المعقدة. في حين أن مجالات الحوسبة هذه تستند إلى مبادئ مختلفة جذريًا ، إلا أنها تهدف إلى تحقيق قوة وسرعة حسابية غير مسبوقة. لفهم كيف تأمل كل من هذه التقنيات في التحول في المستقبل ، من المهم فهم أساسيات كل واحدة.

ما هي الحوسبة الحيوية؟

تستخدم الحوسبة الحيوية ، أو حوسبة DNA أو الحوسبة الجزيئية ، الجزيئات البيولوجية مثل DNA و RNA والبروتينات لإجراء العمليات الحسابية. الفكرة الأساسية وراء الحوسبة الحيوية هي استخدام التوازي المتأصل للأنظمة البيولوجية وقدرة تخزين المعلومات لأداء المهام المعقدة الحسابات. تستخدم حوسبة الحمض النووي ، على سبيل المثال ، قدرة جزيئات الحمض النووي على تخزين المعلومات ومعالجتها لإجراء العمليات الحسابية. يتم ذلك عن طريق ترميز المعلومات في تسلسل النيوكليوتيدات التي تشكل جزيئات الحمض النووي ثم استخدام الإنزيمات والجزيئات البيولوجية الأخرى لمعالجة ومعالجة الحمض النووي.

تتمثل إحدى المزايا الحاسمة للحوسبة الحيوية في قدرتها على إجراء عمليات حسابية متوازية على نطاق واسع باستخدام معدات بسيطة نسبيًا. هذا يجعل الحوسبة الحيوية تقنية واعدة للمعلوماتية الحيوية ، واكتشاف الأدوية ، وتطبيقات تخزين البيانات.

تعتمد أنواع أخرى من الحوسبة الحيوية على علم الأعصاب لإنشاء شبكات حوسبة تعتمد على الخلايا العصبية في الدماغ. في الآونة الأخيرة ، باحثون في جامعة جون هوبكنز لقد اتخذت هذه الخطوة إلى الأمام من خلال إنشاء أدمغة بشرية "شبه عضوية" يمكن استخدامها كنموذج كمبيوتر جديد. قال البروفيسور توماس هارتونج من جامعة جونز هوبكنز في حديث حديث: "نطلق على هذا المجال متعدد التخصصات الجديد" الذكاء العضوي "(OI). خبر صحفى. "اجتمع مجتمع من كبار العلماء لتطوير هذه التكنولوجيا ، والتي نعتقد أنها ستطلق حقبة جديدة من الحوسبة الحيوية السريعة والقوية والفعالة." من الواضح أن هناك الكثير من الأبحاث التي يتعين القيام بها والعديد من الأسئلة الأخلاقية التي يجب الإجابة عليها ، لكن الخبراء يتوقعون أن هذا السوق سيكون ذا قيمة بـ8.3 مليار دولار بواسطة 2028.

ما هي الحوسبة الكمومية؟

الحوسبة الكمومية هي نوع من الحوسبة التي تستخدم ظواهر ميكانيكا الكم ، مثل التراكب والتشابك ، لإجراء العمليات الحسابية. على عكس الحوسبة الكلاسيكية ، التي تعتمد على البتات الثنائية التي يمكن أن تكون إما 0 أو 1 ، تستخدم الحوسبة الكمومية بتات أو كيوبتات كمومية ، والتي يمكن أن تكون في تراكب من كل من 0 و 1 في وقت واحد. يسمح هذا لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بإجراء عمليات حسابية محددة بشكل أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر التقليدية.

تتمثل إحدى المزايا الحاسمة للحوسبة الكمومية في قدرتها على إجراء أنواع معينة من الحسابات المستعصية على أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية. على سبيل المثال ، ثبت أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية قادرة على حل أنواع معينة من التحسين أسرع بكثير من أجهزة الكمبيوتر التقليدية. لقد تضخمت صناعة الحوسبة الكمومية بالفعل في جميع أنحاء العالم حيث تتعمق الشركات والأكاديميون والحكومات والمنظمات الأخرى في هذه التكنولوجيا من الجيل التالي.

مقارنة الحوسبة الحيوية والحوسبة الكمومية

بينما تعتمد الحوسبة الحيوية والحوسبة الكمومية على مبادئ مختلفة اختلافًا جذريًا ، إلا أن هناك بعض أوجه التشابه بين هذين المجالين من مجالات الحوسبة. على سبيل المثال ، تعتمد الحوسبة الحيوية والحوسبة الكمومية على مبادئ التوازي وتخزين المعلومات. في الحوسبة الحيوية ، يتم تحقيق التوازي باستخدام العديد من الجزيئات البيولوجية التي تقوم بعمليات حسابية في وقت واحد. في الحوسبة الكمومية ، يتحقق التوازي من خلال الكيوبتات التي يمكن أن تكون في حالة تراكب.

تشابه آخر بين الحوسبة الحيوية والحوسبة الكمومية هو أن كلا المجالين الحاسوبيين لهما القدرة على أداء أنواع معينة من العمليات الحسابية أسرع بكثير من الحوسبة الكلاسيكية. ومع ذلك ، تختلف أنواع الحسابات التي يمكن إجراؤها بشكل أسرع عن طريق الحوسبة الحيوية والحوسبة الكمومية. تعد الحوسبة الحيوية مناسبة بشكل خاص للمشكلات التي تتضمن كميات كبيرة من البيانات ، مثل الحمض النووي التسلسل أو طي البروتين. من ناحية أخرى ، تعتبر الحوسبة الكمومية مناسبة بشكل خاص لمشاكل التحسين أو المحاكاة.

أخيرًا ، لا تزال الحوسبة الحيوية والحوسبة الكمومية في المراحل الأولى من التطوير ولديها العديد من التحديات التقنية التي يجب التغلب عليها قبل أن يتم تبنيها على نطاق واسع. على سبيل المثال ، تواجه الحوسبة الحيوية تحديات تصحيح الأخطاء والتحجيم والموثوقية. تواجه الحوسبة الكمومية تحديات تتعلق بتصحيح الأخطاء وفك الترابط وقابلية التوسع.

الحوسبة الحيوية والحوسبة الكمومية مجالان مثيران للحوسبة ولديهما القدرة على إحداث ثورة في الطريقة التي نعالج بها المعلومات ونحل المشكلات المعقدة. بينما تعتمد الحوسبة الحيوية والحوسبة الكمومية على مبادئ مختلفة جوهريًا ، إلا أنها تشترك في أوجه التشابه فيما يتعلق بأهدافها وتطبيقاتها المحتملة. مع تطور كل صناعة في العقد المقبل ، سيكون هناك الكثير من الفرص للتحدث المتبادل بين الصناعتين والشراكات المحتملة و التعاون لتطوير تقنية قوية ومتطورة.

كينا هيوز-كاسلبيري هي كاتبة في Inside Quantum Technology و Science Communicator في JILA (شراكة بين جامعة كولورادو بولدر و NIST). تشمل إيقاعات كتابتها التكنولوجيا العميقة والحوسبة الكمومية والذكاء الاصطناعي. ظهرت أعمالها في Scientific American و Discover Magazine و Ars Technica والمزيد.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• أفلاطونايستريم. ذكاء بيانات Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• سك المستقبل مع أدرين أشلي. الوصول هنا.
• شراء وبيع الأسهم في شركات ما قبل الاكتتاب مع PREIPO®. الوصول هنا.
• المصدر https://www.insidequantumtechnology.com/news-archive/inside-quantum-technologys-inside-scoop-biocomputing-vs-quantum-computing/