الحوسبة الكمية - كتاب المهارات الرقمية - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

تقوم الحوسبة الكمية (Quantum Computing) على مبدأ الاستفادة من وجود الجسيمات تحت الذرة في أكثر من حالة في نفس الوقت. ونظراً لطبيعة تصرف هذه الجسيمات، يمكن تنفيذ العمليات بسرعة أكبر وباستخدام طاقة أقل مقارنة بأجهزة الحاسب التقليدية. يمثل البت الكمي (الكيوبت) أو ما يسمى "كيوبت"، الوحدة الأساسية لمعالجة المعلومات في الحوسبة الكمية، ويمكنه أن يكون في أكثر من حالة في نفس الوقت، بينما يمكن للكيوبت أن يكون في أي نقطة على الكرة، بينما يمكن للبت الكمي فقط أن يكون في حالة واحدة (0 أو 1)، بينما يمكن للكيوبت أن يكون في أي نقطة على الكرة، بينما يمكن للبت الكمي أو أي منهما معاً وفق مبدأ (التراكب الكمي). تعمل أجهزة الحاسب الكمية من خلال وجود وحدات الكيوبوتات متغيرة الحالة، والتي تعتبر مكافئة لوحدات البت، ولكنها تسمح بتشغيل وإيقاف أو كليهما معاً وفق مبدأ (التراكب الكمي).

أصبح التصنيع حسب الطلب ممكناً من خلال التقدم التقني مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D printing) والقطع بالليزر، وأتاحت هذه التقنيات إنشاء نموذج أولي ثم استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء كميات محدودة من منتج معين. وقد أدى هذا التقدم إلى الحاجة إلى تخزين أقل ونفايات أقل واستهلاك أقل للطاقة، وأسهم في تقليل تكاليف الإنتاج وكميات المواد اللازمة لإنشاء السلع المطلوبة. هناك نوعين للطباعة ثلاثية الأبعاد هما: 1. الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق ضيق هناك العديد من الاستخدامات المختلفة للطباعة ثلاثية الأبعاد في المشاريع الفنية والهندسية والتعليمية. فيمكن لفرق الدعم الفني في القطاع الخاص أو العام، على سبيل المثال: مركز بحث علمي في القطب الشمالي أو في البحر أو حتى في عمليات زرع الأطراف الصناعية وإنشاء الأنسجة الصناعية عن طريق "الطباعة الحيوية". 2. الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع يتم استخدام طباعة المنشآت ثلاثية الأبعاد (3DCP) لإنشاء مبانٍ كاملة كالمنازل الصغيرة، وذلك باستخدام خرسانة أو المواد البلاستيكية أو المشتقات الأخرى. تقلل الطباعة ثلاثية الأبعاد من العمالة، وزيادة سرعة البناء، والدقة في البناء، وكذلك تقليل هدر المواد.

تم إنشاء أول مبنى مطبوع ثلاثي الأبعاد في الاتحاد الأوروبي في أغسطس 2017.

وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447

141

--- SECTION: الحوسبة الكمية --- تقوم الحوسبة الكمية (Quantum Computing) على مبدأ الاستفادة من وجود الجسيمات تحت الذرة في أكثر من حالة في نفس الوقت. ونظراً لطبيعة تصرف هذه الجسيمات، يمكن تنفيذ العمليات بسرعة أكبر وباستخدام طاقة أقل مقارنة بأجهزة الحاسب التقليدية. يمثل البت الكمي (الكيوبت) أو ما يسمى "كيوبت"، الوحدة الأساسية لمعالجة المعلومات في الحوسبة الكمية، ويمكنه أن يكون في أكثر من حالة في نفس الوقت، بينما يمكن للكيوبت أن يكون في أي نقطة على الكرة، بينما يمكن للبت الكمي فقط أن يكون في حالة واحدة (0 أو 1)، بينما يمكن للكيوبت أن يكون في أي نقطة على الكرة، بينما يمكن للبت الكمي أو أي منهما معاً وفق مبدأ (التراكب الكمي). تعمل أجهزة الحاسب الكمية من خلال وجود وحدات الكيوبوتات متغيرة الحالة، والتي تعتبر مكافئة لوحدات البت، ولكنها تسمح بتشغيل وإيقاف أو كليهما معاً وفق مبدأ (التراكب الكمي). --- SECTION: الطباعة ثلاثية الأبعاد --- أصبح التصنيع حسب الطلب ممكناً من خلال التقدم التقني مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد (3D printing) والقطع بالليزر، وأتاحت هذه التقنيات إنشاء نموذج أولي ثم استخدام طابعة ثلاثية الأبعاد لإنشاء كميات محدودة من منتج معين. وقد أدى هذا التقدم إلى الحاجة إلى تخزين أقل ونفايات أقل واستهلاك أقل للطاقة، وأسهم في تقليل تكاليف الإنتاج وكميات المواد اللازمة لإنشاء السلع المطلوبة. هناك نوعين للطباعة ثلاثية الأبعاد هما: 1. الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق ضيق هناك العديد من الاستخدامات المختلفة للطباعة ثلاثية الأبعاد في المشاريع الفنية والهندسية والتعليمية. فيمكن لفرق الدعم الفني في القطاع الخاص أو العام، على سبيل المثال: مركز بحث علمي في القطب الشمالي أو في البحر أو حتى في عمليات زرع الأطراف الصناعية وإنشاء الأنسجة الصناعية عن طريق "الطباعة الحيوية". 2. الطباعة ثلاثية الأبعاد على نطاق واسع يتم استخدام طباعة المنشآت ثلاثية الأبعاد (3DCP) لإنشاء مبانٍ كاملة كالمنازل الصغيرة، وذلك باستخدام خرسانة أو المواد البلاستيكية أو المشتقات الأخرى. تقلل الطباعة ثلاثية الأبعاد من العمالة، وزيادة سرعة البناء، والدقة في البناء، وكذلك تقليل هدر المواد. تم إنشاء أول مبنى مطبوع ثلاثي الأبعاد في الاتحاد الأوروبي في أغسطس 2017. وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 141 --- VISUAL CONTEXT --- **IMAGE**: Untitled Description: A black and white illustration of the Eiffel Tower. Context: Illustrates a structure that can be replicated using 3D printing. **IMAGE**: Untitled Description: A white 3D printer with a model of the Eiffel Tower on its printing bed. The printer has a blue light on the bed and the word 'PRINT' is visible on the front. Context: Demonstrates the process of 3D printing, showing a model being created. **IMAGE**: Untitled Description: A pink rectangular box containing text in Arabic. Context: Provides specific information about the first 3D printed building in the EU.