• دوشنبه, ۲۲ مهر , ۱۳۹۸

کامپیوترهای کوانتومی چگونه عمل می کنند – Quantum Computer

کامپیوترهای کوانتومی براساس وضعیت یک شی پیش از اندازه گیری، محاسباتی انجام می دهند و تنها به شناسایی اعداد ۱ یا ۰ (اعداد باینری) نمی پردازند. این بدان معناست که باید انتظار پردازش داده های بیشتری نسبت به رایانه های کلاسیک داشت.

به طور معمول رایانه های معمولی عملیات پردازش را به صورت منطقی با استفاده از یک موقعیت مشخص انجام می دهند. این سیستم ها عمدتا باینری شناخته می شوند که بدان معناست، عملیاتشان براساس یک الی دو موقعیت انجام می گیرد. از جمله حالت این سیستم ها باید به روشن یا خاموش، بالا یا پایین، ۰ یا ۱ و در نهایت bit اشاره کرد.

در محاسبات کوانتومی سعی می شود تا عملیات پردازش براساس حالت کوانتومی یک شی یعنی کیوبیت باشد تا چیزی که به عنوان بیت شناخته می شود. به طور کلی این حالتها ، خواص نامشخص یک جسم قبل از شناسایی است، مانند چرخش یک الکترون یا تغییر قطب یک فوتون نور.

حالات کوانتومی غیرقابل اندازه گیری ترکیب مخلوط غیرقابل پیش بینی دارند و برخلاف یک سکه می باشند که مشخص است که در هوا به چه رویی روی زمین می افتد. بحث ریاضیات پیچیده ای که در پشت این حالات غیرقابل حل وجود دارد را می توان به الگوریتم های خاصی نسبت داد تا موجب می شود پردازش سریعتر از یک کامپیوتر کلاسیک انجام گیرد. چنین الگوریتم هایی را برای حل ریاضیات پیچیده استفاده می کنند و برای محاسبات ساده به کار گرفته نمی شود.

همچنین برای تولید کدهای امنیتی دشوار یا پیش بینی های سخت هم به کار گرفته می شود.

انواع کامپیوترهای کوانتومی

برای ساخت یک کامپیوتر کوانتومی نیاز است تا یک شی در حالت ابرشکل به اندازه کافی طولانی باشد تا مراحل مختلفی روی آن انجام گیرد. متاسفانه هنگامی که یک ابرشکل با مواد جزئی یک سیستم اندازه گیری شده برخورد دارد، وضعیت بینابینی را از دست داده و به یک بیت سیستم کلاسیک قدیمی تبدیل می شود. در فرآیندهای مختلف می توان با استفاده از عملیات پردازشی کوانتومی قوی تر و یا یافتن راه‌های بهتر برای بررسی خطاها ، این چالش را از زوایای مختلف مورد بررسی قرار داد.

برتری رایانش کوانتومی

در حال حاضر با کمک فناوری های موجود می توان عملیاتهای انجام گرفته روی کامپیوتر کوانتومی را مدیریت کرد. برتری رایانش کوانتومی نشان می دهد که پردازش این نوع سیستم ها قوی تر و بهتر از سیستم های کلاسیک است.

برخی شرکت ها نظیر IBM و گوگل توانستند به برخی از این سیستم ها دست پیدا کنند و دسترسی نزدیکی داشته باشند. آنها در تلاش هستند تا با توسعه رایانه های کوانتومی محاسبات بزرگتر و پرحجم‌تری را انجام دهند.

اگرچه رایانش کوانتومی برتری آن اثبات شده اما تمامی افراد به این موضوع پای بند نیستند. برای مثال برخی ریاضیدانان معتقدند با وجود موانعی که برطرف کردنشان بسیار دشوار است، محاسبات کوانتومی بسیار دشوار بوده و دور از دسترس هستند.

با این حساب باید منتظر ماند تا شرکت های بزرگ فناوری با اتکا به این محاسبات عملیات های گسترده ای را در مدت زمان کم و به شکل بزرگ انجام دهند. بنابراین نباید رایانش کوانتومی را دست کم گرفت.

 

 

منبع: sciencealert.com

مهتاب جهاندار

مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *