081201_quantum

محاسبات کوانتومی چیست؟

VN:F [1.9.11_1134]
امتیاز:
۳ رای

سخن گفتن از آینده تکنولوژی خصوصا با در نظر گرفتن تکامل پر سرعت آن در دهه های اخیر بسیار سخت است، اما هم اکنون بسیاری از دانشمندان اذعان دارند شاید محاسبات کوانتومی قسمت بزرگی از آینده تکنولوژی را تشکیل دهد. اما این واژه  با اینکه در اخبار گاهی به گوشمان میخورد برای بسیاری نا آشناست. پس بهتر است ببینیم محاسبات کوانتومی چیست؟

 

یک محاسبه گر کوانتومی دستگاهی است که به صورت مستقیم از پدیده مکانیک کوانتومی همانند انطباق و گرفتاری برای پردازش داده استفاده میکند. به تعریف دیگر اساسی ترین پایه محاسبات کوانتومی این است که میتوان از خواص کوانتومی برای ارائه، پردازش و ایجاد عمل روی داده ها بهره جست. شاید درک این موضوع کمی سخت باشد، اما به زبان بسیار ساده میتوان گفت دستگاههای محاسبه گر کوانتومی روی خود اتم ها عملیات مورد نیاز را برای پردازش اطلاعات انجام میدهند. 

حتما میدانید کامپیوتری که هم اکنون در حال استفاده از آن هستید، اطلاعات را در یک فرمت باینری در دو صورت ۰ و ۱ به نام بیت ذخیر کرده و روی آنها پردازش اعمال میشود. در کامپیوتر کوانتومی به جای بیت، بیت کوانتومی (qubits) خواهیم داشت که میتواند در فرمت ۰، ۱ و یا انطباق هر دوی آنها باشد. به این صورت امکان ذخیره بیش از یک داده (به هر صورت تعریف شده) روی یک ثبات در زمان واحد وجود خواهد داشت که هم اکنون این عمل غیر ممکن است. همچنین کامپیوترهای کوانتومی توان محاسباتی فوق العاده بیشتری نسبت به کامپیوترهای کنونی خواهند داشت. 

چندی پیش شرکت فوجیتسو خبر از طراحی و تولید قوی ترین ابر کامپیوتر جهان در ژاپن به نام K با توان پردازشی ۱۰٫۵ پتافلاپ داده بود، که این میزان تقریبا با توان پردازشی مغز انسان برابر است. در صورتی که بتوانیم محاسبات کوانتومی را در عمل و و دنیای واقع اجرا کنیم، توان محاسبه از کل زندگی نیز بیشتر خواهد شد و حتی میتواند سیستم های بسیار پیچیده همانند هستی را نیز شبیه سازی کند. گرچه هنوز تا این مرحله فاصله بسیار است.

 

 

البته دانشمندان بی کار نیستند و تا کنون محاسبه گر های کوانتومی کوچکی نیز ساخته شده است. اولین آنها یک محاسبه گر کوانتومی ۲ بیتی بود که در سال ۱۹۹۸ طراحی و تولید شد. بعد از آن محاسبه گر ۷ بیتی نیز تولید شده و در نهایت شرکت D-Wave به عنوان یک شرکت کانادایی متخصص در این زمینه، توانست یک محاسبه گر کوانتومی ۱۶ بیتی بسازد که توان محاسبه سیستم های پیچیده را نیز داراست.

البته چند ماه پیش این شرکت کانادایی اولین محاسبه گر کوانتومی ۱۲۸ بیتی با قابلیت محاسبه یک عمل در زمان واحد را با قیمتی در حدود ۱۰ میلیون دلار روانه بازار کرد.

 

 

فارغ از این موفقیت های ابتدایی، چالش های بسیاری تا رسیدن به مرحله تجاری و حتی بزرگتر آزمایشگاهی برای محاسبات کوانتومی وجود دارد. برای مثال از آنها میتوان به مدیریت اختلال در عملگر در مقیاس کوانتومی اشاره کرد. اصل عدم قطعیت را نیز نباید از یاد برد که از اصول بنیادی کوانتوم است. 

آنچه را که از هم اکنون میتوان به طور قطعی اعلام کرد این است که اگر بشر بتواند به سطح قابل قبولی در محاسبات کوانتومی دسترسی پیدا کند، زندگی انسانها به میزان زیادی تغییر پیدا خواهد کرد.

 

Share

*
سایر نوشته های علمی (14 از 17 مقاله)
supermassive