محاسبات و رایانه های کوانتومی در آینده تکنولوژی
نسل جدیدی از فناوری رایانه در حال رشد است که بسیاری فکر می کنند در نهایت قدرت محاسباتی در دسترس بشر را با افزایش می دهد. اگر این اتفاق بیفتد، می تواند سرعت انجام بسیاری از وظایف حیاتی مانند کشف و آزمایش داروهای جدید یا درک تأثیر تغییرات آب و هوا را به شدت افزایش دهد. محاسبات کوانتومی و رایانه های Quantum در حال حاضر به شکل محدود با ما همراه است. اما در پنج تا ده سال آینده ممکن است شاهد جهش آن به جریان اصلی باشیم، به همان شکلی که کامپیوترهای کلاسیک از آزمایشگاه‌ها و شرکت‌های بزرگ به مشاغل جهانی منتقل شدند.
رفع مشکلات در امنیت سیستم ها
این فناوری می تواند برای رفع مشکلات در امنیت سیستم ها نقش موثری داشته باشد. علاوه بر جهش های بزرگ در کاری که می توانیم با رایانه ها انجام دهیم، آنها همچنین از ما می خواهند که با مجموعه جدیدی از مشکلات، به ویژه در مورد تهدیداتی که برای امنیت و رمزگذاری ایجاد می‌کنند، روبرو شویم.
برخی از مردم فکر می کنند که در واقع، رایانه های Quantum و محاسبات کوانتومی به دلیل پیچیدگی و تعداد محدود وظایفی که نشان داده شده است از فناوری کامپیوترهای کلاسیک برتر هستند، هرگز مفید نخواهند بود.
محاسبات کوانتومی چیست؟
مانند هر چیزی که مربوط به حوزه کوانتومی (زیر اتمی) است، محاسبات و رایانه های کوانتومی ساده‌ترین مفهومی نیست که می‌توانید به آن توجه کنید. اساساً، این اصطلاح نسل جدیدی (یا آینده) از رایانه های فوق سریع را توصیف می‌کند که اطلاعات را به عنوان «کیوبیت» (بیت‌های کوانتومی) پردازش می‌کنند نه بیت‌های معمولی – یک و صفر و محاسبات کلاسیک.
رایانه های کلاسیک واقعاً نسخه های بسیار پیچیده تری از ماشین‌حساب های جیبی هستند. آنها مبتنی بر مدارهای الکتریکی و سوئیچ‌هایی هستند که می‌توانند روشن (یک) یا خاموش (صفر) باشند. با رشته‌بندی تعداد زیادی از این یک‌ها و صفرها، آنها می‌توانند هر اطلاعاتی را ذخیره و پردازش کنند.
با این حال، سرعت آنها به دلیل این واقعیت است که مقادیر زیادی از اطلاعات به تعداد زیادی یک و صفر برای نشان دادن آن نیاز دارند، همیشه محدود است. کیوبیت‌های محاسبات کوانتومی به جای یک‌ها و صفرهای ساده، می‌توانند در بسیاری از حالت‌های مختلف وجود داشته باشند.
کاربرد رایانه های Quantum
کاربرد رایانه های Quantum را می توان بسیار گسترده تر دید. با توجه به خواص عجیب مکانیک کوانتومی، این ممکن است به این معنی باشد که آنها می توانند به صورت یک و صفر به طور همزمان وجود داشته باشند. آنها همچنین می توانند در هر حالتی بین یک تا صفر وجود داشته باشند.
این بدان معناست که شما می توانید اطلاعات بیشتری را در یک کامپیوتر کوانتومی پردازش کنید و این بدان معنی است که می توانید برخی از مشکلات را بسیار سریعتر انجام دهید. با این حال، یک هشدار مهم وجود دارد. در حال حاضر، رایانه‌های کوانتومی فقط برای مجموعه‌ای از کاربردهای محدود واقعاً مفید هستند.
انتظار نداشته باشید که بتوانید به سادگی یک پردازنده کوانتومی را به مک بوک خود وصل کنید و هر کاری را که اکنون می توانید روی آن انجام دهید را با میلیون ها بار سریعتر به انجام برسانید.
چت جی پی تی، پاسخ هایی شبیه به انسان را از طریق متن ایجاد می کند. دارای قابلیت پاسخگویی به سوالات با لحن شفاف و محاوره ای است. این ربات می تواند کدها را تولید کند، داستان، شعر و متون ادبی بنویسد. پاسخ های طبیعی برای تولید پاسخ ها به روشی که یک انسان ارائه می دهد را در اختیار قرار می دهد.
مقایسه محاسبات کوانتومی و کلاسیک
محاسبات کوانتومی چه کاری می تواند بهتر از محاسبات کلاسیک انجام دهد؟ حقیقت این است که رایانه‌های کلاسیک می‌توانند تمام مشکلاتی را که رایانه‌های کوانتومی حل می‌کنند، ساده کنند. هنوز موردی برای رایانه‌های کوانتومی کشف نشده است که قبلاً با رایانه‌های کلاسیک قابل انجام نباشد.
به طور خاص، آنها به طور بالقوه برای مجموعه ای از مسائل شناخته شده مفید بوده و به عنوان مسائل بهینه سازی هستند. ریاضیات ابتدایی می تواند به ما نشان دهد که به محض اینکه بیش از چند شهر وجود داشته باشد، تعداد مسیرهای ممکن به طرز باورنکردنی زیاد می شود.
این به مفهوم آن است که اگر از محاسبات باینری کلاسیک استفاده کنیم، محاسبه مسافت و زمان صرف شده برای همه آنها به منظور یافتن سریعترین می‌تواند قدرت پردازش زیادی را به خود اختصاص دهد.
این امر پیامدهایی برای حوزه‌های متنوعی مانند ردیابی و مسیریابی تراکنش‌های مالی در سراسر شبکه‌های مالی جهانی، توسعه مواد جدید با دستکاری ویژگی‌های فیزیکی یا ژنتیکی، یا حتی درک اینکه چگونه الگوهای آب و هوایی در حال تغییر بر جهان اطراف ما تأثیر می‌گذارد، دارد.
چالش های پیرامون محاسبات کوانتومی چیست؟
اولاً، برخی از چالش های فیزیک سریع وجود دارد که باید حل شوند. خود کیوبیت ها، زمانی که در یک حالت فیزیکی وجود دارند، همانطور که برای نمایش داده ها و اجازه انجام محاسبات لازم است، بسیار ناپایدار هستند. این بدان معنی است که آنها باید در یک محیط فوق خنک نگه داشته شوند، حتی برای چند نانوثانیه، تا بتوانند مورد استفاده قرار گیرند.
از سویی دیگر، رایانه های کوانتومی در حال حاضر بسیار گران است و تنها بزرگترین شرکت‌ها و سازمان‌های تحقیقاتی با بهترین بودجه می‌توانند هزینه مالکیت آنها را بپردازند. این بدان معنی است که ارزیابی موارد استفاده نیز یک فرآیند پرهزینه و زمان بر است.
همچنین پیشنهاد شده است که پرتوهای کیهانی می توانند مانعی در برابر پذیرش گسترده محاسبات کوانتومی باشند. علاوه بر این، خطاهای ناشی از پدیده‌ها که می‌توانند حتی محاسبات کلاسیک را نیز تحت تأثیر قرار دهند می‌توانند بر مهندسی فوق‌العاده حساس مورد نیاز برای مهار کیوبیت‌ها در مقیاس بزرگ به طور مفید تأثیرگذار باشند.
همچنین کمبود شدیدی در افراد با مهارت‌های توسعه و کار با رایانه‌های کوانتومی وجود دارد. چیزی که شما می خواهید کسی است که یک دانشمند کامپیوتر و یک فیزیکدان، و متخصص در زمینه داروسازی یا امور مالی باشد.
کاربرد رایانه های Quantum
کاربرد رایانه های Quantum در آینده ای نزدیک کاملا روشن می شود. محاسبات کوانتومی یک فناوری نسبتا جدید و کاربردی در آینده است که از اصول فیزیک کوانتومی برای حل مسائل پیچیده استفاده می کند. در حالی که هنوز در مراحل اولیه توسعه است، احتمالات و نتایج تا کنون نشان می دهد که این فناوری آینده امیدوار کننده ای در کاربردهای دنیای واقعی دارد.
شرکت های بزرگی مانند IBM، JP Morgan Chase، مایکروسافت و فولکس واگن و کشورهایی مانند ژاپن، چین و ایالات متحده تحقیقات عمیقی را در مورد این فناوری مورد جستجو آغاز کرده اند.
