هذا الكتاب اضعه مرة اخرى للتحميل لاهميته القصوى.
الموضوع هو (الحاسوبية الكمومية quantum computation و المعلوماتية الكمومية quantum information) وهما من اهم مواضيع الفيزياء النظرية بالدرجة الاولى و علوم الحاسوب بالدرجة الثانية حاليا.
وهو الموضوع الذى سيؤدى الى الذكاء الاصطناعى الحقيقى (لو كان ذلك ممكنا فعلا) الذى يتحدث و يتحمس له الجميع.
المؤلفان هما نيلسون Nielsen و تشانغ Chuang و كتابهما هو اهم كتاب فى هذا المجال (هذه هى الطبعة العاشرة).
أهم ما استرعى انتباهى فى المقدمة هو المقترح من المؤلفين فى استخدام هذا الكتاب فى تدريس (الميكانيك الكمومى) و ليس (الحاسوبية الكمومية) او (المعلوماتية الكمومية).
الميكانيك الكمومى شيء اساسى فى الفيزياء و الفيزياء النظرية و لكنه شيء معقد و استخدام طرق الحاسوبية الكمومية فى تقديمه و تدريسه هى فكرة اقل ما يقال فيها انها فكرة عبقرية.
الميكانيك الكمومى ندرسه عموما انطلاقا من رياضيات المعادلات التفاضلية الجزئية و من اعتبارات الفيزياء الذرية. و هذان المنطلقان هما فى الحقيقة شيئين معقدين جدا فى حد ذاتهما بالنسبة للطالب و بالنسبة للاستاذ يزيدان فى تعقيد المادة.
المعادلات التفاضلية الجزئية و الفيزياء الذرية هى اشياء قديمة ايضا و هذا ليس انتقاصا منهما اذن يجب العناية الشديدة بهما دون اى تقصير.
لكن النقطة من المؤلفين هو تدريس الميكانيك الكمومى باستخدام اعتبارات الحاسوبية الكمومية و هى اعتبارات حديثة و باستخدام رياضيات الجبر فى فضاء هيلبرت وهذا فعلا اقرب الى الروح الحقيقية للميكانيك الكمومى.
المؤلفان يقترحان كبرنامج للميكانك الكمومى لمدة فصل واحد الفصول التالية من الكتاب:
-الفصل الثانى الذى هو مدخل الى الميكانيك الكمومى.
-الفصل الرابع و يعرض فيه المؤلفان نموذج الدارة الكهربائية الكمومية quantum electric circuit (وهو اهم فصل فى الكتاب بالنسبة للمبتدئ و لغير المبتدئ).
-الفصل الخامس يعرض فيه الخوارزمية الكمومية الاولى (تحويل فورييه الكمومى quantum Fourier transform).
-الفصل السادس يعرض فيه الخوارزمية الكمومية الثانية خوارزمية (البحث الكمومى quantum search).
-الفصل السابع حول كيفية بناء الحاسوب الكمومى اى التنفيذ الفيزيائى physical realization للحاسوب الكمومى.
-ثم يقترح المؤلفان اى فصل من الجزء الثالث من الكتاب واننى اقترح الفصل ال 11 حول الأنطروبى entropy.
اذن هذه فكرة جيدة.
لكن بعد تفكير كثير ارى الآن ان الحاسوبية الكمومية لا يمكن ان تعوض فعلا الميكانيك الكمومى على الاقل ليس بالطريقة التى يقترحها المؤلفان اعلاه.
لكن يمكننا ان نعوض مادة (الفيزياء الذرية او الفيزياء الصلبة او الفيزياء النووية او اى تطبيق آخر للميكانيك الكمومى) بالحاسوبية الكمومية (وليس بالمعلوماتية الكمومية لانها موضوع اعقد).
المؤلفان يقترحان البرنامج التالى من الكتاب كمادة حاسوبية كمومية لفصل واحد:
-الفصل الثانى مدخل الى الميكانيك الكمومى.
-الفصل الثالث مدخل الى علم الحاسوب.
-الفصل الرابع نموذج الدارة الكهربائية الكمومية.
-الفصل الخامس خوارزمية (تحويل فورييه الكمومى).
-الفصل السادس خوارزمية (البحث الكمومى).
-الفصل السابع التنفيذ الفيزيائى للحاسوب الكمومى.
-الفصل الثامن الذى يقوم بعرض مشكلة (الضجيج الكمومى quantum noise) التى تؤثر سلبا على الحاسوبية الكمومية.
-الفصل التاسع الذى يقوم بعرض مقاييس المسافة distance measures الخاصة بالمعلومات الكمومية اى كيف نقارن مدى تساوى او اختلاف معلومتين كموميتين.
-الفصل العاشر شفرات تصحيح-الخطأ الكمومية quantum error-correcting codes التى تستعمل للتحكم فى الضجيج الكمومى.
ازى ان هذا البرنامج طويل جدا بالنسبة الى فصل واحد.
اذا تصورنا ان الطلبة الذين سيأخذون هذه المادة قد درسوا الميكانيك الكمومى اذن يمكن ان نتخلص من عبأ تقديم الميكانيك الكمومى.
الفصل الثالث حول علم الحاسوب نحاول اما الغاءه او اختزاله بشكل او بآخر و الرجوع اليه كلما احتجنا شيء.
اذن نبدأ من الفصل الرابع حول الدارة الكمومية الكهربائية ثم الفصلين الخامس و السادس حول خوارزمية تحويل فورييه الكمومى و خوارزمية البحث الكمومى. هذه الفصول الثلاثة هى هى اهم شيء على الاطلاق. و اذا قمنا بهم فى فصل واحد فقد ارضينا العلم و الضمير و اى شيء آخر هو زيادة فى الخير.
بعد ذلك يمكن ان ننتبه الى الفصل الثامن الخاص بالضجيج الكمومى و الفصل العاشر الخاص بشفرة تصحيح-الخطأ الكمومية. هذا ثانى أهم شيء حسب رأيى.
الفصل الخاص (الفصل التاسع) بمقاييس المسافة اما نلغيه اذا كان ذلك ممكنا او نختزله الى اقصل حد.
اظن ايضا ان الفصل الحادى عشر من نظرية المعلومات الكمومية الخاص بالانطروبى مهم جدا اذا تمكنا من الوقت فعلينا ان نقوم به.
المؤلفان يقدمان ايضا مقترح لتدريس مادة المعلوماتية الكمومية مدتها فصل واحد من هذا الكتاب.
لكن برأيى هذا امر اعقد بكثير فالمعلوماتية الكمومية اقرب الى الرياضيات مثلما ان الحاسوبية الكمومية هى اقرب الى الفيزياء النظرية.
اذن ارى انه يجب تدريسها بعد تدريس الحاسوبية الكمومية التى تحتوى على الامثلة الفيزيائية و الرياضية و الحاسوبية و ليست قضية تجريد و تنظير فقط.
اؤكد فى الاخير ان (الحاسوبية الكمومية) هى ميكانيك كمومى (بل هى ميكانيك كمومى متقدم) ليس لها اى علاقة بالفيزياء الحاسوبية computational physics او الحسبنة العلمية scientific computing اذن لا يجب الخلط بينهما.
الحاسوبية الكمومية هى موضوع غريب ايضا من جانب كونها رغم انها ميكانيك كمومى متقدم كما ذكرت الا انه ايضا يمكن فهمها على انها تطبيق للميكانيك الكمومى (وفى هذا فهى تتفوق على جميع تطبيقات الميكانيك الكمومى من مثل المادة الصلبة الى الفيزياء الذرية الى الفيزياء النووية الى فيزياء الجسيمات الخ).
No comments:
Post a Comment