کامپیوترهای کوانتومی

کامپیوترهای کوانتومی

کامپیوترهای کوانتومی  نوعی ماشین اند که برای محاسبه های خود از قانون های کوانتوم و سایر پدیده ها استفاده می کنند. این کامپیوترها با سایر کامپوترهای معمولی متفاوت اند . برای مثال کامپیوترهای ما از ترانزیستورها استفاده می کنند اما کامپیوترهای کوانتومی برای انجام کارها روی داده ها و ذخیره کردن از خواص فیزیک کوانتوم استفاده می کنند.

چند دهه از ارائه ایده کامپیوترهای کوانتومی می گذرد و مسلما نتایج مثبتی در ان حاصل شده است .کامپیوترهای کوانتومی مثل کامپیوتر های معمولی نیستند که روزی درمحل کار شما قرار بگیرند بلکه این کامپیوترها کاملا شکننده اند و باید در دمای نزدیک به صفر مطلق نگه داری شوند.

این دستگاه ها به هیچ عنوان شبیه کامپیوترهای رومیزی متداول نیستند بلکه نوعی کاملا متفاوت از کامپیوترها هستند که قادرند محاسبات پیچیده را انجام دهند.درمورد قدرت این کامپیوترها صحبت های زیادی وجود دارد.این کامپیوتر ها جهان فناوری را متحول کرده و ابعاد جدیدی را برای انجام محاسبات در اختیار ما قرار داده است.

محاسبات کوانتومی محاسباتی را از نوع کلاسیک صورت می دهند برای مثال زمانی که در لوله های خلا رایانه های بزرگی کار می کردند کامپیوترهای کوانتومی در محاسبات انقلابی را ایجاد کردند. برای ان که مفهوم کامپیوترهای کوانتومی را بفهمید ابتدا باید در مورد مکانیک کوانتوم صحبت کنیم . مکانیک کوانتوم دارای قوانینی است که از ذرات اطراف ما ناشی می شود .انسان در محیط پیرامون خود به یکی بودن جسم ها عادت کرده اند برای مثال زمانی که سکه ای را پرتاب می کنیم سکه یا می تواند شیر باشد و یا خط باشد اما اگر همین سکه پیرو قوانین مکانیک کوانتوم باشد یک حالت دیگر هم به حالت هایش اضافه می شود و ان هم زمانی است که سکه در هوا مشغول چرخیدن است و ما از شیر و یا خط بودن ان خبری نداریم. ما همه این ها را در مورد سکه بیان می کنیم در حالی که در فضای کوانتومی صحبتی از سکه ها نیست.

کامپیوترهای کوانتومی چگونه کار می کنند؟

کامپیوترهای معمولی برای انجام محاسبه از بیت ها بهره می بردند . این ها همان حفره های کوچکی است که روی سی دی ها قرار دارد و به عنوان صفر و یک یاد می شود.

در کامپیوترهای کوانتومی به هریک از این بیت ها کوبیت یا بیت کوانتومی گفته می شود  . کوبیت ها مثل همین بیت های عادی است با این تفاوت که می تواند  هم زمان هم مقدار صفر به خود بگیرد و هم مقدار یک . مثل همان حالتی از سکه است که در هوا معلق است . چون کامپیوترهای کوانتومی تشکیل شده از تعداد زیادی کوبیت است مثل این که چند سکه با هم در هوا بچرخند. اگر همه محاسبات مربوط به مکانیک کوانتوم به درستی صورت گیرد پاسخ نیز به درستی به ما داده خواهد شد.

یک کامپیوتر کوانتومی 56 برای پردازش نیاز به حافظه ای برابر 4.5 ترابایت دارد. محاسبه ها در کامپیوترهای کوانتومی پروسه پیچیده ای دارد. این پیچیده بودن به این خاطر است که در محاسبه از اعدا پیچیده استفاده می کند و هم چنین قادر است احتما مخصوص را نیز محاسبه کند. حال اگر این محاسبات کوانتوم به این صورت انجام شود نه تنها خواهیم توانست شیر و یا خط بودن سکه را در هوا تشخیص دهیم بلکه خواهیم توانست جهت ان را نیز مشخص کنیم. در زمان پرتاب سکه ها به هوا ،سکه ها در جهت های زیادی با هم برخورد دارند و نهایتا این برخوردها می تواند نتیجه نهایی را نیز تغییر دهد. با برخورد این سکه ها باهم نتیجه ها تغییر خواهد کرد هم چنین اگر این سکه ها د رکنار هم باشند احتمال این که بعضی از نتیجه اتفاق افتد بیش تر خواهد شد به مجموعه ای از این رفتارها رفتارهای برهم نهی می گویند.

رایانه های کوانتومی مفید هستند یا مخرب؟

افردا مشهوری که در زمینه کامپیوترهای کوانتومی فعالیت می کنند هر شش ماه دور هم جمع می شوند و به گفت و گو در این زمینه می پردازند. در اخرین گفت و گو ها مدیرگروه کوانتوم از کامپیوترهیا کوانتومی به عنوان وسیله ای مخرب یاد شده است حالا ان ها در حال بررسی این موضوع اند که ببینند این کامپیوترها چه ویژگی دارند که باعث مخرب بودن ان ها شده است . برای پاسخ دادن به این سوال نیز می توان به یکی از کاربردهای این تکنولوژی یعنی  از بین بردن رمزهای جدید و مدرن اشاره کرد.

در دنیای امروز همه اطلاعات مخصوص دیجیتالی از راه اینترنت جابه جا می شوند. این اطلاعات برای محافظات از اطلاعات شخصی افراد رمز گذاری می شوند. در گذشته نمونه هایی وجود داشته است که هکرها این رمزها را شکسته اند و توانسته اند به اطلاعات خصوصی افراد دست پیدا کنند. مدیر این گروه در بیان کرده است که این تکنولوژی در اینده بسیار راحت تر و سریع خواهد بود . در رمزنگاری های امروزی هیچ کدام از نیروی پردازش کامپیوترهای کوانتومی پوشیده نیست و حتی اطلاعات مخصوص ارگان های دولتی و خصوصی نیز نیز می تواند به اسانی در اختیار هکرها قرار بگیرند و این معنی را خواهد داشت که همه جهان تحت تاثیر این تکنولوژی خواهند بود. محققان این حوزه نیز صحت این صحبت را تایید کرده اند . البته امید است که قبل از استفاده از فناوری رایانه های کوانتومی رمزگذاری هایی را به عنوان رمزنگاری کوانتومی داشته است تا به این ترتیب از فایده های این تکنولوژی استفاده کنیم. سایر فواید این کامپیوترها در اینده نزدیک درک خواهیم کرد.

کامپیوترهای کوانتومی هم مفید و هم مخرب

کامپیوترهای کوانتومی ممکن است به اندازه یک بمب اتم تخریب فیزیکی نداشته باشد اما کاربردهای این تکنولوژی در مورد رمزگذاری دیجیتالی خودش نوعی اثر مخرب است. این کامپیوترها را نه می توان مفید نامید و نه مضر بلکه هردوی این ویژگی ها را دارند.

این کامیپوترها از نظر قدرت پردازش بسیار قوی بوده اند به همین خاطر هم این کامپیوترها می توانند تشخیص های پزشکی را تغییر دهند. استفاده از این کامپیوتر ها در   شناخت بیماری ها و درمان می تواند بسیار کمک کننده باشد. این کامپیوترها دارای قدرت پردازش بالایی هستند و از ان می توان در زمینه هوش مصنوعی استفاده کرد.

اینده  کامپیوترهای کوانتومی

پژوهشگران می گویند هنوز در ابتدای راه طراحی و ساخت کامپیوترهای کوانتومی اند . ما از دیدن کامپیوترهای کوانتومی در زندگی عادی هنوز مدت زیادی فاصله داریم اما هنروز هیچ چیزی ثابت نشده است که کامپیوترهای کوانتومی از کلاسیک بهترند. شرکت ای بی ام امید دارد که بتواند کامپیوتر کوانتومی  را ساخته و از طریق سرویس های ابری به کامپیوترهای کلاسیک متصل شوند. .