العلماء يعملون على فهم الاضطراب، وهو ظاهرة فوضوية غير منتظمة في تدفق السوائل. تقدم دراسة حديثة تسلّط الضوء على استخدام الحوسبة الكمومية لنمذجة الاضطراب بشكل أكثر دقة، مما قد يؤدي إلى التقدّم في مجالات مثل تصميم الطائرات والسيارات وتنبؤات الطقس.
في دبي، الإمارات العربية المتحدة، حقق العلماء تقدمًا كبيرًا في فهم نمط وبنية الاضطراب ، وهي ظاهرة طبيعية تُشاهد في السوائل مثل المياه المتحركة، وتيارات المحيطات، والتفاعلات الكيميائية، وتدفق الدم، وأعمدة الدخان، وحتى بلازما النجوم. الاضطراب هو ظاهرة فوضوية وغير منتظمة، حيث تؤدي حركة السائل إلى تكوين دوّامات كبيرة تتكسّر إلى دوّامات أصغر. حاول الفيزيائيون منذ زمن طويل دراسة هذه العملية ونمذجتها بواسطة المعادلات الرياضية وأجهزة الحاسوب.
ولكن، حتى مع وجود الحواسيب الفائقة الحديثة، لا تزال المحاكاة المباشرة والدقيقة لمعظم التدفقات المضطربة، باستثناء البسيطة منها، بعيدة المنال. لم يتمكن الباحثون من الوصول إلى فهم كامل للاضطراب منذ حوالي 200 عام. لكن دراسة نُشرت في دورية Science Advances، تستند إلى طريقة مستوحاة من الحوسبة الكمومية، قد توفر حلًا. يوضح نيك غوريانوف، وهو باحث بقسم الفيزياء في جامعة أكسفورد، وأوضح أن القدرة على نمذجة هذه الظاهرة والتنبؤ بها بدقة، قد يكون لها العديد من التطبيقات العملية في العلوم والهندسة. قد يؤدي ذلك إلى تحسين تصميم الطائرات، والسيارات، والمراوح، والقوالب الاصطناعية، إضافة إلى جعل التنبؤات الجوية أكثر دقة. وقال غوريانوف: 'كانت ولا تزال الاضطرابات مشكلة غير محلولة، بمعنى أننا لا نستطيع محاكاة التدفقات الواقعية بدقة على أجهزة الحاسوب، أي أننا ما زلنا بحاجة إلى. لكن التقدم الذي حقّقناه يُساهم في حل المشكلة ويدفع الحدود إلى الأمام'.يتعامل الحاسوب الكمّي مع المعلومات بطريقة مختلفة جذريًا عن الحواسيب التقليدية. حيث تستخدم الحواسيب التقليدية وحدات 'البت' (Bit) لإجراء العمليات الحسابية، حيث تكون البيانات في حالة واحدة فقط في كل مرة، إما 1 أو 0. أما الحواسيب الكمّية فتستخدم 'Qubit' (قوبيت)، التي يمكن أن تكون 0 أو 1 أو أي مزيج من الاثنين معًا.استخدم مؤلفو الدراسة أداة رياضية تُعرف بشبكات الموتر، التي يمكن استخدامها لمحاكاة نظام كمّي. وقال جيمس بيتي، باحث ما بعد الدكتوراه وزميل بقسم العلوم الفلكية في جامعة برينستون بولاية نيوجيرسي، غير المشارك في الدراسة، إن الفريق تمكّن من تسريع الحسابات المعقّدة اللازمة لبدء فهم الاضطراب من خلال تمثيل البيانات التي تحتوي على العديد من المتغيرات بطريقة أبسط.وأضاف بيتي: 'المحاكاة التي يقومون بها هي محاكاة سائلة لمزيج من مادتين كيميائيتين تتفاعلان معًا. من خلال استخدام هذا التمثيل، يمكن إجراء هذه الحسابات المعقّدة باستخدام ذاكرة أقل بكثير، ما يسمح بتشغيلها على جهاز حاسوب محمول'.وتابع قائلًا: 'رؤية تطورات مثل هذه (تحسين استخدام الذاكرة بمليون مرة وزيادة سرعة العمليات الحسابية بألف مرة) أمر نادر، ما يجعل هذا تقدمًا مثيرًا في نمذجة الاضطراب'.في حين أن الدراسة الأخيرة تُمثل 'تقدمًا مذهلا'، إلا أنها ليست القصة الكاملة، بحسب بيتي، مشيرًا إلى أنها لا تتناول قضايا النطاق، أو كيفية ارتباط الاضطراب بمقياس زمني مختلف.وقال: 'الاضطراب يعد مشكلة متعددة المقاييس، أيّ أنّ الاضطراب يمكن أن يمتد من آلاف السنين الضوئية إلى أقل من 30 سنتيمترًا'. وأضاف: 'نريد أن نعرف كيف تتفاعل هذه المقاييس مع بعضها'. وأشار إلى أنّ جانب يجعل محاكاة السوائل المضطربة تحديًا كبيرًا، حيث يريد الفزيائيون تمثيل العديد والعديد من المقاييس في المحاكاة، ما يتطلّب قدرًا هائلًا من الذاكرة والقدرة الحاسوبية، وهذا يعني الحاجة إلى تشغيل هذه المحاكاة على حواسيب فائقة ضخمة.وأشار يونغ شيانغ هوانغ، الباحث والأستاذ المساعد في مختبر الدولة الرئيسي لعلوم البيئة البحرية وكلية علوم المحيطات والأرض في جامعة شيامن بجنوب شرق الصين، غير المشارك في الدراسة، إلى أن غورياونوف وفريقه ابتكروا طريقة جديدة تقلل بشكل كبير من استخدام الذاكرة وتعقيد العمليات الحسابية. ومع ذلك، وافق على أن الدراسة لا تقدّم صورة كاملة، موضحًا أن ذلك يعد صعبًا للغاية بسبب النطاق الواسع من المقاييس المتداخلة.وأكد غوريانوف أنّ الميزة الحسابية للتقنية الجديدة التي كشفت عنها الدراسة، تفتح مجالات جديدة لم تكن متاحة من قبل في مجال فيزياء الاضطرابات للتحقيق العلمي، رغم أن النتائج لا تعني حقًا أن لغز الاضطرابات قد كُشف. وخلص غوريانوف إلى أنّ 'العديد من العلماء (الموهوبين بشكل استثنائي) قد نظروا في هذه المشكلة، لكننا ما زلنا بعيدين عن حلها'
الاضطراب الحوسبة الكمومية الفيزياء السوائل الطقس تصميم السيارات
المملكة العربية السعودية أحدث الأخبار, المملكة العربية السعودية عناوين
Similar News:يمكنك أيضًا قراءة قصص إخبارية مشابهة لهذه التي قمنا بجمعها من مصادر إخبارية أخرى.
فليك: برشلونة يستحق لقب كأس السوبر الإسبانيبرشلونة يتوج بلقب كأس السوبر الإسباني بعد فوز مذهل على ريال مدريد في نهائي مثير.
اقرأ أكثر »
البحرين تمنح إيطاليا السيادة على معلومات المشتركين التابعين لها بالحوسبة السحابيةمنحت البحرين، اليوم (الاثنين)، إيطاليا حق السيادة على معلومات المشتركين التابعين لها في مراكز الحوسبة السحابية في المملكة.
اقرأ أكثر »
«الكنيست»: الوضع الأمني يؤدي إلى هجرة كبيرة... وإسرائيل ليست جذابة للمتعلمينقالت صحيفة «جيروزاليم بوست» الإسرائيلية إن هناك انخفاضاً كبيراً في معدل نمو سكان إسرائيل في عام 2024، إذ انخفض من 1.6 في المائة في عام 2023 إلى 1.1 في المائة.
اقرأ أكثر »
روسيا تنشئ أنظمة تبريد تساعد على تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية الأيونيةيتوقع أن يتسارع التقدم في تطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية الأيونية الروسية بعد إنشاء أنظمة تبريد أكثر كفاءة لهذه الأجهزة.
اقرأ أكثر »
مرئي بالعين المجردة.. 'موكب كوكبي' نادر يزين السماء طوال فبرايرطوال شهر فبراير، ستكون السماء مسرحا لعرض سماوي مذهل يوصف بـ'الموكب الكوكبي'، حيث ستصطف خمسة من ألمع الكواكب في النظام الشمسي في سماء الليل.
اقرأ أكثر »
حلول سكنية متقدمة عبر اللوائح والأنظمةالسكن أصبح الهاجس الأعظم والمستنزف الأكبر لميزانية الأسرة في وقتنا الحالي في المدن الرئيسة في بلدنا الغالي على قلوبنا بسبب ممارسات احتكارية مع تقاطع مصالح مع مجموعة لا ترغب في حل هذه...
اقرأ أكثر »