کامپیوتر کوانتومی

IBM و Google در حال ایجاد یک کامپیوتر کوانتومی واقعاً مفید هستند. در اینجا چه چیزی باعث می شود رایانه های کوانتومی متفاوت از رایانه های عادی باشند و چگونه می توانند جهان را تغییر دهند.
محاسبات کوانتومی می تواند جهان را تغییر دهد. این می تواند دارو را دگرگون کند ، رمزنگاری را خراب کند و ارتباطات و هوش مصنوعی را متحول کند. شرکت هایی مانند IBM ، Microsoft و Google برای ساخت رایانه های کوانتومی قابل اعتماد در حال مسابقه هستند. چین میلیارد دلار سرمایه گذاری کرده است. به تازگی ، گوگل ادعا کرده است که به برتری کوانتومی دست یافته است - اولین باری که یک کامپیوتر کوانتومی از نسخه سنتی بهتر عمل کرده است. اما محاسبات کوانتومی چیست ؟ و این چطوری کار می کند؟
محاسبات کوانتومی چیست ؟
بیایید با اصول اولیه شروع کنیم. یک تراشه رایانه معمولی از بیت ها استفاده می کند. اینها مانند کلیدهای کوچک هستند که می توانند در حالت خاموش قرار بگیرند - که با صفر نشان داده شده است - یا در موقعیت خاموش - که توسط یکی از آنها نمایش داده می شود. هر برنامه ای که استفاده می کنید ، وب سایتی که از آنها بازدید می کنید و از عکسی که می گیرید در نهایت از میلیون ها از این بیت ها در برخی از ترکیب ها و صفر ها ساخته شده است.
این برای اکثر چیزها بسیار عالی است ، اما نحوه عملکرد جهان را منعکس نمی کند. در طبیعت ، همه چیز فقط روشن یا خاموش نیست. آنها نامشخص هستند. و حتی بهترین ابر رایانه های ما در برخورد با عدم قطعیت چندان خوب نیستند. این یک مشکل است. دلیل این است که ، در طول یک قرن گذشته ، فیزیکدانان کشف کرده اند که وقتی به مقیاس واقعاً کوچک می روید ، اتفاقات عجیب و غریب شروع می شود. آنها یک حوزه کاملاً جدید از علوم را برای تلاش و توضیح آنها توسعه داده اند. این مکانیک کوانتومی نامیده می شود.
مکانیک کوانتومی پایه و اساس فیزیک است که زیربنای شیمی است ، که پایه و اساس زیست شناسی است. بنابراین برای اینکه دانشمندان بتوانند هر یک از این موارد را به طور دقیق شبیه سازی کنند ، آنها به روش بهتری برای محاسبات نیاز دارند که بتواند عدم اطمینان را برطرف کند. کامپیوترهای کوانتومی را وارد کنید.

مکانیک کوانتومی

کامپیوترهای کوانتومی چگونه کار می کنند؟
به جای بیت ، کامپیوترهای کوانتومی از کوبیت استفاده می کنند. qubits به جای اینکه فقط روشن یا خاموش بشویم ، می تواند در آنچه که "ابرشخص" نامیده می شود باشد - در جایی که آنها همزمان و در یک زمان خاموش هستند یا جایی در طیف بین این دو قرار دارند.
اگر از یک رایانه عادی بخواهید که راه خود را از پیچ و خم پیدا کند ، همه شاخه ها را به نوبه خود امتحان می کند ، و همه آنها را بصورت جداگانه امتحان می کند تا اینکه صحیح را پیدا کند. یک کامپیوتر کوانتومی می تواند به یکباره در هر مسیر پیچ و خم حرکت کند. این می تواند عدم اطمینان را در سر خود نگه دارد. به نظر می رسد سحر و جادو است ، و فیزیکدانان هنوز به طور کامل نمی فهمند که چگونه یا چرا کار می کند. اما در حوزه محاسبات کوانتومی ، به این معنی است که می توانید اطلاعات را به دور خود حرکت دهید ، حتی اگر حاوی عدم اطمینان باشد. می توانید آن سکه نخ ریسی را بگیرید و از آن برای انجام محاسبات پیچیده استفاده کنید. و اگر می توانید چندین کوبیت را با هم جمع کنید ، می توانید با مشکلاتی روبرو شوید که بهترین کامپیوترهای ما میلیون ها سال طول بکشد تا حل شود.
کامپیوتر کوانتومی چه کاری می توانند انجام دهند؟
کامپیوتر کوانتومی فقط به این معنی نیستند که کارها را سریعتر یا مؤثرتر انجام دهند. آنها به ما اجازه می دهند کارهایی را انجام دهیم که حتی بدون آنها نمی توانستیم آنها آرزو کنیم. مواردی که حتی بهترین ابر رایانه نیز قادر به انجام آن نیست. آنها این پتانسیل را دارند که توسعه هوش مصنوعی تسریع کنند. Google قبلاً از آنها برای بهبود نرم افزار اتومبیل های رانندگی استفاده می کند. آنها همچنین برای مدل سازی واکنش های شیمیایی بسیار حیاتی هستند.
در حال حاضر ، ابر رایانه ها می توانند ابتدایی ترین مولکول ها را تجزیه و تحلیل کنند. اما رایانه های کوانتومی با استفاده از همان خصوصیات کوانتومی همان مولکولی را که می خواهند شبیه سازی کنند ، کار می کنند. آنها حتی نباید با پیچیده ترین واکنش ها مشکلی داشته باشند. این می تواند به معنای محصولات کارآمدتری باشد - از مواد جدید باتری در اتومبیل های برقی ، از طریق داروهای بهتر و ارزان تر یا پنل های خورشیدی بسیار پیشرفته. دانشمندان امیدوارند که شبیه سازی های کوانتومی حتی بتواند به درمانی برای آلزایمر کمک کند. رایانه های کوانتومی در هر مکانی که سیستم پیچیده و نامشخص و پیچیده ای وجود داشته باشد ، نیاز به شبیه سازی دارند. این می تواند چیزی باشد از پیش بینی بازارهای مالی ، از بهبود پیش بینی هواشناسی ، تا مدل سازی رفتار الکترون های فردی: استفاده از محاسبات کوانتومی برای درک فیزیک کوانتومی.
رمزنگاری یکی دیگر از کاربردهای اصلی خواهد بود. در حال حاضر ، بسیاری از سیستم های رمزنگاری به مشکل شکستن تعداد زیادی به شماره های اصلی اعتماد دارند. این کار فاکتور سازی نامیده می شود و برای رایانه های کلاسیک کند ، گران و غیر عملی است. اما کامپیوترهای کوانتومی می توانند این کار را به راحتی انجام دهند. و این می تواند اطلاعات ما را در معرض خطر قرار دهد. شایعاتی وجود دارد مبنی بر اینکه سازمان های اطلاعاتی در سراسر جهان در حال جمع آوری داده های گسترده ای از رمزگذاری شده هستند به این امید که به زودی به یک کامپیوتر کوانتومی دسترسی پیدا کنند که می تواند آن را خراب کند. تنها راه مقابله با رمزگذاری کوانتومی است. این به اصل عدم اطمینان متکی است - ایده ای که شما نمی توانید چیزی را بدون تأثیر در نتیجه اندازه گیری کنید. کلیدهای رمزگذاری کوانتومی قابل کپی یا هک نیستند. آنها کاملاً ناگسستنی خواهند بود.
چه زمانی یک کامپیوتر کوانتومی دریافت می کنم؟
احتمالاً هرگز در لپ تاپ یا تلفن هوشمند خود تراشه کوانتومی نخواهید داشت. قرار نیست یک آیفون Q Q وجود داشته باشد. کامپیوترهای کوانتومی در حدود ده ها سال است که تئوریزه شده اند ، اما دلیل رسیدن این مدت زمان رسیدن آنها به این است که آنها نسبت به دخالت ها بسیار حساس هستند. تقریباً هر چیزی می تواند یک کوبی را از حالت ظریف ابرشخصی بیرون کند. در نتیجه ، کامپیوترهای کوانتومی باید از همه اشکال تداخل الکتریکی جدا شده و سرد شوند تا نزدیک به صفر مطلق شوند. این سردتر از فضای بیرونی است. آنها بیشتر توسط دانشگاهیان و مشاغل مورد استفاده قرار می گیرند ، که احتمالاً از راه دور به آنها دسترسی پیدا می کنند. استفاده از رایانه کوانتومی IBM از طریق وب سایت آن در حال حاضر امکان پذیر است - حتی می توانید با آن کارت بازی کنید.
اما هنوز زمان کافی برای انتظار نداریم تا رایانه های کوانتومی بتوانند تمام کارهایی را که انجام می دهند انجام دهند. هم اکنون بهترین کامپیوترهای کوانتومی حدود 50 کوبیت دارند. این کافی است تا آنها را فوق العاده قدرتمند کنید ، زیرا هر کاربری که اضافه می کنید به معنی افزایش نمایی در ظرفیت پردازش است. آنها همچنین به دلیل مشکلاتی که در تداخل وجود دارد ، دارای خطای بسیار بالایی هستند. آنها قدرتمند هستند اما قابل اعتماد نیستند. در اکتبر سال 2019 ، گوگل مقاله ای منتشر کرد که نشان می داد برتری کوانتومی حاصل شده است - نقطه ای که یک کامپیوتر کوانتومی می تواند از یک کامپیوتر کلاسیک بهتر عمل کند. اما رقبای این ادعا را به چالش کشیدند - IBM گفت گوگل به قدرت تمام ابر رایانه های مدرن توجه نکرده است . بسیاری از پیشرفت های بزرگ تا کنون در تنظیمات کنترل شده یا استفاده از مشکلاتی بوده اند که ما از قبل جواب آنها را می دانیم. در هر صورت ، رسیدن به برتری کوانتومی به این معنی نیست که کامپیوترهای کوانتومی در واقع آماده انجام هر کار مفید هستند. محققان پیشرفت زیادی در توسعه الگوریتم هایی که از رایانه های کوانتومی استفاده خواهد کرد ، پیشرفت کرده اند. اما خود دستگاهها هنوز به کارهای بسیار بیشتری نیاز دارند. محاسبات کوانتومی می تواند جهان را تغییر دهد - اما در حال حاضر ، آینده آن نامشخص است.

بر چسب ها :

محاسبات کوانتومی

-

رایانه های کوانتومی

-
کامپیوتر کلاسیک

عناوین خبرها

تولید ماشین آلات صنعتی صنعت ماشین آلات ژاپن ثبات سیگنال مایکروویو خطوط فرآوری مواد غذایی مبدل حرارتی صنعتی توسعه هوش مصنوعی حافظه پیشرفته از مواد پیشرفته تأثیر طبیعت بر طراحی ترانزیستورهای نوری کامپیوتر کوانتومی خودرو های سریع در جهان خواندن ذهن توسط کامپیوتر نوع جدیدی از نور بزرگتر شدن زمین زندگی در مریخ ابررسانایی توریم انجام محاسبات توسط امواج مغناطیسی لوازم جانبی عکاسی جایگزینی عینک ها با گوشی های هوشمند روش جدید برای اندازه گیری گرانش ابررسانایی توریم حذف نویز پس زمینه در گپ های ویدیویی بهترین ویژگی های پنهان آیفون و آیپد تولید پلیمرهای قابل تجزیه شبکه بی سیم 5G ساخت برگ مصنوعی تولید کننده کربن خنثی هوش مصنوعی و آینده انسانها کشف ماده جدید جذب کننده دی اکسید کربن ساخت مغز سیلیکون فناوری نوین کشاورزی جایگزین مناسب برای تهویه هوا کار در عصر هوش مصنوعی سیستم ذخیره سازی و بازیابی خودکار استفاده از اتوماسیون انبار انقلاب صنعتی 4 آغاز فروش Galaxy Fold نگهداری صحیح ماشین آلات صنعتی نمایشگر micro led سونی بهترین سیستم امنیتی خانگی طراحی کرم رباتیک برای کنترل سکته‌های مغزی
ما و همکارانمان با هم‌آفرینیِ یک مجموعه‌ اقتصادی پویا در زمینه‌ ی تولید، فروش خشک کن میوه و انواع تجهیزات صنعتی علاوه بر کسب جایگاه مناسب در ایران ، در سال‌های اخیر، به حوزه‌ی صادرات نیز ورود کرده‌ایم که از آن جمله می‌توان به صادرات به بیش از 30 کشور آسیایی ، اروپایی و آفریقایی اشاره کرد. هدایت را با اتکاء به دانش و تلاش‌های جوانان ایرانی شکل دادیم و با بهره‌ مندی از روحیه‌ی کارآفرینی و با هدف پیشرفت صنعت ماشین سازی در کشور ، این کسب‌وکار را گسترش دادیم و بر پایه استراتژی توسعه در تلاشیم هر ساله بر تعداد و کیفیت دستگاههای تولیدی افزوده شود.
اخبار
مقاله