کامپیوتر کوانتومی چیست؟ کامپیوتر کوانتومی یک فناوری نوظهور است که تاثیر زیادی خواهد داشت
محاسبات کوانتومی و هوش مصنوعی را می توان با هم ترکیب کرد تا تأثیر بیشتری داشته باشد. هدف این پست وبلاگ معرفی مفاهیم اولیه کامپیوترهای کوانتومی و تلاش برای ابهام زدایی از آنهاست. کامپیوترهای کوانتومی از خواص ماده مشاهده شده در سطح میکرو (زیر اتمی) برای انجام محاسبات و حل مسائل استفاده می کنند. در مقابل، کامپیوترهای فعلی (از دهه 1950) از خواص ماده در سطح ماکرو (عنصر نیمه هادی) استفاده می کنند. پیشرفت در کامپیوترهای کوانتومی پیامدهای مهمی در آینده نزدیک خواهد داشت. این می تواند استاندارد رمزگذاری فعلی اینترنت را بی فایده کند، زمان توسعه دارو را کاهش دهد، هوش مصنوعی را تغییر دهد و موارد دیگر. رایانه های کوانتومی قبلاً (به عنوان مثال، الگوریتم شور) سرعت نمایی را در مقایسه با همتایان غیرکوانتومی خود (معروف به رایانه کلاسیک) نشان داده اند. این پست موارد زیر را در سطح بالایی پوشش می دهد.
فیزیک پشت محاسبات کوانتومی چگونه/چرا از محاسبات مبتنی بر سیلیکون پیشی خواهد گرفت چه مشکلاتی را بهتر حل خواهد کرد
انتقال به دنیای دیجیتال با استفاده از خواص منحصر به فرد نیمه هادی های سیلیکونی امکان پذیر شد. الکتریسیته را تنها پس از برآورده شدن شرایط خاص هدایت می کند و در غیر این صورت مانند یک عایق عمل می کند. این رفتار برای انجام عملیات سطح پایه، به عنوان مثال، منطق AND/OR، عملیات حسابی پایه و غیره توسط گیت های سیلیکونی مورد استفاده قرار می گیرد. رایانه ها بر روی این پایه ها ساخته می شوند.
فیزیک کلاسیک خواص ماده را در سطح عنصر (به عنوان مثال، سیلیکون، مس) توصیف می کند و ما این ویژگی ها را برای محاسبات، ذخیره سازی داده ها و پردازش اطلاعات کنترل و استفاده می کنیم.
به طور مشابه، فیزیک/مکانیک کوانتومی خواص ماده را در سطح زیر اتمی میکروسکوپی، یعنی الکترون ها و فوتون ها توضیح می دهد. کامپیوترهای کوانتومی خواص ماده را در سطح زیر اتمی برای انجام محاسبات کنترل می کنند و از آنها استفاده می کنند. تفاوت بین فیزیک کلاسیک و کوانتوم فقط در مقیاس یا اندازه نیست. قوانین فیزیک کلاسیک شکسته می شوند و در آن سطح کوانتومی کار نمی کنند. برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی به مجموعه ای کاملاً جدید از رویکردها و مهندسی نیاز داریم.
بیش از یک قرن از زمانی که چارچوب مکانیک کوانتومی برای اولین بار ایجاد شد می گذرد، اما هیچ اتفاق نظری بین دانشمندان در مورد پیامدهای مشاهدات در سطح کوانتومی وجود ندارد. تفسیر کپنهاگی که به نیلز بور و ورنر هایزنبرگ نسبت داده می شود رایج ترین نسخه پذیرفته شده است. حتی آلبرت انیشتین نیز تفسیر کپنهاگ را به طور کامل نپذیرفت. در واقع، نظریه نسبیت عام اینشتین با مکانیک کوانتومی همسو نیست و او در ابتدا مکانیک کوانتومی را به دلیل ماهیت نامعین آن رد کرد.
در سال 1965 گوردون مور پیش بینی کرد که سرعت کامپیوترها تقریباً هر 2 سال یکبار دو برابر می شود. این قانون به عنوان قانون مور کدگذاری شد و تا به امروز درست است. در طول این مدت، اندازه ترانزیستورهای سیلیکونی به طور مداوم کاهش یافته است. اندازه اصلی یک تصویر کوچک بود، یعنی 1 سانتی متر در دهه 1950. اکنون در سال 2022، 3 نانومتر (یعنی 7 مرتبه کوچکتر از 1 سانتی متر) و به اندازه یک اتم سیلیکون (.2 نانومتر) نزدیک شده است. از نظر فیزیکی کوچک کردن اندازه ترانزیستور سیلیکونی به زیر اندازه اتمی آن برای افزایش سرعت بیشتر ممکن نیست. بنابراین، برخی خواستار پایان قانون مور هستند که مبتنی بر محاسبات نیمه هادی است. مرحله بعدی نوآوری محاسباتی می تواند توسط کامپیوترهای کوانتومی هدایت شود.
صفحه اول
صفحه دوم
صفحه سوم
صفحه چهام
صفحه ششم
صفحه هفتم
صفحه هشتم
صفحه نهم
صفحه دهم