کامپیوتر کوانتومی 
نویسنده مطلب : سید علیرضا روشندل
کامپیوتری که روی میز تحریر شما جا خوش کرده، برای کارکردن باید یک مشت صفر و یک را بفهمد و دستکاری کند. همه اطلاعات اعم از حروف و اعداد یا وضعیت مودم و موس شما با مجموعه ای از بیت های متشکل از صفرها و یک ها به کامپیوتر داده می شود.
این بیت های اطلاعات، خیلی ساده همان طوری تعریف می شوند که فیزیک کلاسیک دنیا را تعریف می کند؛ سوئیچ های الکتریکی می توانند روشن یا خاموش باشند، اشیا می توانند اینجا باشند، می توانند هم نباشند! ولی کامپیوترهای کوانتومی با طبیعت دودویی های فیزیک کلاسیک محدود نمی شوند همه اش به این بستگی دارد که حالت بیت های کوانتومی یا همان کوبیت ها را چطور ببینیم؛ کوبیت ها ممکن است نشانگر یک صفر یا یک یک، ترکیبی از این دو یا حتی معرف عددی باشند که حالت آنها را جایی بین صفر و یک تعیین می کند. با توجه به فیزیک کوانتومی، نمی توان دقیقاً وجود یا عدم وجود یک ذره ریز درون اتمی را مشخص کرد. می توان به وسیله آمار و احتمال، امکان وجود این ذره های ریز را در مکان و زمان مشخصی تعیین کرد، اما هیچ راهی برای دانستن قطعی این که آیا این ذره آنجا هست یا نه، تا وقتی که آن را مستقیماً ندیده ایم وجود ندارد. البته آنچه که در کامپیوترهای کوانتومی با ارزش است همین احتمالات است. این احتمال بودن یا نبودن است که نبودن یا بودن کامپیوترهای کوانتومی را تعیین می کند.
قدرت زیاد پردازنده های کنونی هنوز
نتوانسته تشنگی بشر به سرعت و ظرفیت محاسبات را برطرف کند. در سال ۱۹۴۷ مهندس آمریکایی «هووارد آیکن» گفت
که فقط ۶ کامپیوتر دیجیتال
الکترونیکی نیاز محاسباتی تمام ایالت متحده را بر طرف می کند. دیگران هم پیش بینی
های مشابهی را درباره میزان قدرت محاسباتی لازم برای برطرف کردن نیاز های
تکنولوژیکی روبه رشد انجام دادند. البته «آیکن» حجم زیاد اطلاعاتی که از تحقیقات
علمی ایجاد می شد را به حساب نیاورده بود، گستردگی کامپیوتر ها به عنوان بخشی از
زندگی روزمره انسان قرن جدید و ضرورت اینترنت به تنهایی می تواند نیاز بشر به قدرت
محاسبات را چند برابر کند. آیا انسان به قدرت مورد نیاز خود برای محاسبه و پردازش
اطلاعات دست خواهد یافت؟
اگر همان طور که «قانون مور» می
گوید، تعداد ترانزیستور های موجود در یک ریزپردازنده هر هجده ماه دو برابر شود _ و
این روند با همین سرعت ادامه داشته باشد- در سال ۲۰۲۰ یا ۲۰۳۰ مدار های روی ریز
پرداز نده ها باید در مقیاسی اتمی اندازه گیری شوند. قدم بعدی کامپیوتر های
کوانتومی است. کامپیوتر هایی که با مهار کردن انرژی اتم ها و مولکول ها، از آنها
به عنوان حافظه و پردازنده استفاده خواهند کرد. کامپیوتر های کوانتومی می توانند
محاسبات را میلیارد ها برابر سریع تر از هر کامپیوتر سیلیکونی دیگری انجام دهند.
دانشمندان پیش از این کامپیوتر های کوانتومی ساده ای که توانایی انجام محاسبات
مشخصی را داشته اند، طراحی کرده اند اما هنوز با یک کامپیوتر کوانتومی کاربردی
فاصله زیادی دارند.
اما اخیرا محققان IBM موفق به طراحی نوعی کامپیوتر کوانتومی شده اند که خطا های ایجاد شده را به صورت همزمان شناسایی میکند. این قابلیت باعث تسریع روند تولید کامپیوتر های کوانتومی میشود. این نخستین بار است که محققان نشان دادند می توان خطاهای خود به خودی کوانتومی را شناسایی و اندازه گیری کرد.آنها همچنین موفق به طراحی مدار بیتی کوانتومی جدیدی شدند که میتوان آن را با ابعاد بزرگ تولید کرد. این دست آورد ها از آنجا اهمیت دارد که بر اساس قانون مور1 کامپیوتر ها در حال رسیدن به حداکثر توانایی خودشان هستند. در نتیجه تسهیل تولید کامپیوتر های کوانتومی میتواند بن بست آینده را در افزایش سرعت عملکرد کامپیوترها بگشاید. تا به حال تنها امکان شناسایی یکی از این خطا ها وجود داشت. اما اکنون میتوان هردو خطا را همزمان شناسایی کرد.این کار گام مهمی به سوی اصلاح خطاهاست و در نهایت با استفاده از آن میتوان رویای تولید این کامپیوتر هارا تحقق بخشید.
1. قانون مور:حدود ۴۰ سال قبل، فردی به نام گوردون مور (از بنیانگذاران شرکت اینتل)، که مدیر یک مؤسّسه تحقیقاتی بوده، به مناسبت سالگرد انتشار مجلّه الکترانیکز مقاله‌ای درباره آینده صنعت نیمه‌رساناهابه رشته تحریر درآورد.
منابع : 1. سایت ویستا 2. سایت وبکاران