ایجاد کامپیوتر های کوانتومی با نمایشگرها و لیزرهای معمولی ممکن شد
بیست و یکم: دانشمندان موفق به ساخت یک کامپیوتر کوانتومی تولید شده با اجزای معمولی و به آسانی در دسترس شده اند که می تواند تحقیقات کوانتومی را در خیلی از نقاط جهان تقویت کند.
به گزارش بیست و یکم به نقل از ایسنا، ساخت کامپیوتر های کوانتومی بسیار پرهزینه است و اغلب به سبب نیاز به مواد، قطعات و تجهیزات تخصصی مانند سیستم های برودتی و الکترونیک پیشرفته، میلیونها دلار هزینه دارد.
این یکی از دلایلی است که دانشمندان تنها در بعضی از مناطق توسعه یافته جهان هم اکنون به این فناوری محاسباتی پیشرفته دسترسی دارند.
به نقل از آی ای، با این وجود، یک مطالعه جدید توسط پژوهشگران دانشگاه «ویتواترسرند»(Witwatersrand) در ژوهانسبورگ آفریقای جنوبی یک کامپیوتر کوانتومی تولید شده با تجهیزات معمولی را ارائه می کند.
این نوآوری این پتانسیل را دارد که فناوری رایانش کوانتومی قدرتمند را برای همه مقرون به صرفه تر و در دسترس تر کند.
ممکنست باورنکردنی به نظر برسد، اما نویسندگان این مطالعه یک کامپیوتر کوانتومی را تنها با بهره گیری از پرتوهای لیزر، نمایشگرهای دیجیتال(مانند نمونه هایی که در پروژکتورها یافت می شود) و لنزهای ساده ساخته اند.
هنگامی که آنها آزمایش هایی را با آن انجام دادند، کامپیوتر آنها وظایف پیچیده را با موفقیت انجام داد و سطوح مختلفی از اطلاعات را فراتر از توانایی های کامپیوتر های سنتی پردازش کرد.
قدرت عجیب نور
کامپیوتر کوانتومی تولید شده توسط پژوهشگران توسط خواص نور هدایت می شود. آنها از نوری با ساختار کلاسیک استفاده کردند که نوعی پرتوی نور است که برای داشتن اشکال، ساختارها یا حالت های خاص دستکاری شده و آنها را قادر می سازد اطلاعات پیچیده ای را حمل کنند.
پژوهشگران با بهره گیری از اصول کوانتومی مانند برهم نهی حالت که در آن یک سیستم می تواند در چندین حالت بطور همزمان وجود داشته باشد، «ضرب ماتریس فوتونیک» را انجام دادند، فرآیندی که در آن از الگوهای نور برای انجام عملیات ریاضی با ماتریس ها استفاده می شود.
نویسندگان این مطالعه خاطرنشان کردند: نکته کلیدی این بود که چگونه نور با دستگاه های نوری مانند نمایشگرهای دیجیتال و لنزها با عملیات ریاضی که یک عملیات کوانتومی در کامپیوتر های کوانتومی انجام می دهد، ارتباط برقرار کند.
هنگامی که نور با ساختار کلاسیک با موفقیت با اجزای نوری کامپیوتر ادغام شد، پژوهشگران سیستم کوانتومی خودرا با بهره گیری از الگوریتم دویچ-جوزسا(Deutsch-Jozsa) آزمایش کردند.
این الگوریتم خاص به یک مشکل مشخص می پردازد؛ تشخیص این که آیا یک تابع ثابت است(تولید خروجی یکسان برای همه ورودی ها) یا متعادل(ارائه خروجی های مختلف برای نیمی از ورودی ها). این الگوریتم ممکنست ساده به نظر برسد، اما نشان میدهد که آیا یک سیستم سریع تر، بهتر و کارآمدتر از یک کامپیوتر کلاسیک است یا خیر.
تجزیه و تحلیل عملکرد کامپیوتر کوانتومی
هنگامی که پژوهشگران کامپیوتر کوانتومی خودرا آزمایش کردند، عملکرد آن آنها را شگفت زده کرد، برای اینکه مشابه با یک سیستم کوانتومی گرانقیمت کار کرد و نوآوری آنها با اختلاف قابل توجهی از کامپیوتر های سنتی بهتر بود.
موزی کنی(Mwezi Koni) پژوهشگر ارشد این مطالعه اظهار داشت: در صورتیکه کامپیوتر های سنتی تنها با صفر و یک کار می کنند، ما نشان داده ایم که سیستم ما می تواند با ۱۶ سطح مختلف اطلاعات کار کند.
وی ادامه داد: در تئوری، ما می توانیم این را گسترش دهیم تا میلیونها سطح را مدیریت نماییم که می تواند یک تحول در پردازش اطلاعات پیچیده باشد.
علاوه بر این، از آنجا که این کامپیوتر کوانتومی از نور برای پردازش اطلاعات بهره می برد، سرعتی که در آن می تواند چندین محاسبه پیچیده را بطور همزمان حل کند، غیر قابل مقایسه با هر چیز دیگری است.
اسحاق نیپ(Isaac Nape) یکی از نویسندگان این مطالعه و کارشناس فناوری کوانتومی می گوید: کامپیوتر های سنتی مانند تابلوهای برق کار می کنند و اطلاعات را با تصمیم های بله یا خیر پردازش می کنند. رویکرد ما از پرتوهای لیزر برای پردازش چندین احتمال بطور همزمان بهره می گیرد و قدرت محاسباتی را به صورت شایان توجهی می افزاید.
محققان امیدوارند نوآوری شان دسترسی به کامپیوتر های کوانتومی در لابراتوار ها و تأسیسات تحقیقات کوانتومی واقع در کشورهایی را که نمی توانند فناوری های گرانقیمت کوانتومی را خریداری کنند، افزایش دهد.
این مطالعه در مجله APL Photonics انتشار یافته است.
منبع: 21th.ir
این مطلب بیست و یکم را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب