کد خبر : 25495 چهارشنبه 02 دی 1394 - 19:28:32
نقطه-عطفی-در-محاسبات-کوانتومی

قانون مور منقضی می‌شود

نقطه عطفی در محاسبات کوانتومی

سیناپرس: در حال حاضر پژوهشگران توانسته‌اند محاسبات کوانتومی را از فاز نظریه و آزمایش وارد مرحله مهندسی و برنامه‌های کاربردی کنند.

در واقع این نوع محاسبات در مسیر اصلی خود قرار گرفته و به یکی از ملزومات تجارت تبدیل شده است. بنابراین دولت‌ها نیز باید پتانسیل‌های بالقوه محاسبات کوانتومی را درک کنند، و دانشگاه‌ها نیز برنامه‌های آموزشی مرتبط با محاسبات کوانتومی و موضوعات وابسته به آن را به شکل مستمر ارایه ‌کنند تا دانشجویان با مسیر شغلی جدیدی آشنا شوند .

نقطه شروع محاسبات کوانتومی تقریبا به زمان برگزاری کنفرانس سال ۱۹۸۱ به میزبانی IBM و دانشگاه MIT و با محور فیزیک محاسبات برمی‌گردد. فیزیکدان برنده جایزه نوبل، ریچارد فاینمن، دانشمندان رایانه را به چالش اختراع رایانه جدیدی دعوت کرد که مبتنی بر اصول کوانتوم باشد و بتواند رفتار مواد را شبیه‌سازی و پیش‌بینی کند. دلیل فاینمن این بود که ماده از ذراتی چون الکترون‌ها و پروتون‌ها ساخته شده است و این ذرات تابع قوانین کوانتومی هستند، به همین دلیل می‌توان از آنها در عملکرد رایانه‌های جدید استفاده کرد.

از آن زمان، دانشمندان با چالش دوگانه فاینمن دست و پنجه نرم می‌کنند؛ چالش اول درک قابلیت‌های یک رایانه کوانتومی و  چالش دوم نحوه ساخت آن است. در کنفرانسی که اخیرا در یورک تاون هیتز برگزار شد تنها اتفاق نظری که بین پژوهشگران حاصل شد این بود که رایانه‌های کوانتومی بسیار متفاوت‌تر از رایانه‌های امروزی خواهند بود و این تفاوت نه فقط در شکل  ظاهری و موادی که در ساختشان به کار می‌رود بلکه از همه مهم‌تر در نحوه کارکرد و مسایلی است که این رایانه‌ها می‌توانند حل کنند. 

رایانه‌های کوانتومی در حالت‌های متفاوتی نسبت به رایانه‌های امروزی کار می‌کنند. رایانه‌های امروزی از بیت‌هایی استفاده می‌کنند که هرکدام نشان دهنده عدد یک یا صفر هستند. در مقابل بیت‌های کوانتومی یا کیویبت‌ها می‌توانند نماینده عدد «یک، صفر و یا هر دوی صفر و یک» باشند. بنابراین دو کیوبیت می‌تواند به طور همزمان نماینده چهار حالت، ۰۰، ۰۱، ۱۰ و ۱۱ باشد. در ازای هر کیوبیت اضافه شده تعداد حالات ممکن دو برابر می‌شود. استفاده از کیوبیت‌ها مارا قادر می‌کند تا محاسبات را با سرعت بیشتری نسبت به رایانه‌های امروزی انجام دهیم. در واقع یک رایانه معمولی با هر اندازه یا سرعتی قادر نیست محاسبه‌ای که یک رایانه کوانتومی می‌تواند با۵۰ تا۱۰۰ کیوبیت انجام دهد را تقلید کند. 

در سال‌های اخیر تحقیق در مورد نوع جدیدی از محاسبات ضرورت بیشتری پیدا کرده است، به دلیل این که پژوهشگران در صدد هستند به حد نهایی قانون مور دست پیدا کنند. تنها در سال ۲۰۱۵ بیش از ۸۰۰۰ مقاله علمی در رابطه با این موضوع منتشر شده‌ است و بسیاری از این مقالات حاصل تحقیقات گسترده استادان مهندسی بوده‌ است نه نظریه پردازان یا فیزیکدانان. 

استفاده از کیوبیت‌ها مارا قادر می‌کند تا محاسبات را با سرعت بیشتری نسبت به رایانه‌های امروزی انجام دهیم. در واقع یک رایانه معمولی با هر اندازه یا سرعتی قادر نیست محاسبه‌ای که یک رایانه کوانتومی می‌تواند با۵۰ تا۱۰۰ کیوبیت انجام دهد را تقلید کند. 

آنها در تلاش بودند تا قابلیت‌هایی که یک رایانه کوانتومی می‌تواند ارایه کند را درک کنند و به چگونگی ساخت آن پی ببرند. بسیاری از پژوهش‌های دانشگاهی و صنعتی امروزه بر ساخت رایانه کوانتومی جهانی که قادر به اجرای هر نوع محاسبه باشد تمرکز دارند. 

در حال حاضر عمده‌ترین چالش‌ پژوهشگران بر سر تولید کیوبیت‌هایی با کیفیت بالا و ارایه آنها به روشی مقیاس‌پذیر است تا بتوانند به صورت کاملا کنترل شده محاسبات پیچیده‌ را انجام دهند و خطاهای ناشی از گرما وتشعشع‌های الکترومغناطیسی را محدود کنند. 

منبع

نظرات شما

[کد امنیتی جدید]