جزوه

پاسخ به هفت سؤال اساسی در مورد فناوری کوانتومی

Seven basic questions about quantum technology, answered

در اینجا چند سؤال و پاسخ اساسی در مورد فناوری کوانتومی ارائه شده است.

  1. فناوری کوانتومی چیست؟

فناوری کوانتوم، که همچنین به عنوان فناوری اطلاعات کوانتومی شناخته می شود، درصدد است از قوانین عجیب مکانیک کوانتومی برای ساختن ابزارهای قدرتمندتر برای پردازش اطلاعات استفاده کند. دانشمندان از این فناوری برای توسعه انواع جدید رایانه ها و شبکه های ارتباطی، و حسگرها برای اندازه گیری و تصویر برداری به روش های جدید استفاده می کنند.

  1. مکانیک کوانتومی چیست؟

مکانیک کوانتومی علمی است که رفتار منحصر به فرد ماده و انرژی را در سطح اتمی و زیر اتمی توصیف می کند. این ذرات از قوانین فیزیک کلاسیک نیوتنی پیروی نمی کنند. همانطور که ریچارد فاینمن، فیزیکدان افسانه ای، اظهار داشت: “ذرات مانند ابرها، توپ های بیلیارد یا مانند هر چیزی که تاکنون دیده اید رفتار نمی کنند. به عنوان مثال، آنها می توانند در “برهم نهی” قرار گیرند، به این معنی که می توانند در چندین حالت به طور همزمان وجود داشته باشند. آنها همچنین می توانند “درهم تنیدگی” را به نمایش بگذارند، جایی که دو یا چند ذره به طور شگفت آوری به هم پیوسته اند و دقیقار رفتار یکدیگر را بازتاب می دهند، حتی اگر با فاصله فیزیکی زیادی از هم جدا شوند. انیشتین این پدیده را “عمل شبح وار از راه دور” خواند.

  1. محاسبات کوانتومی چیست؟

یک کامپیوتر کوانتومی از بیت های کوانتومی یا کیوبیت ها برای پردازش اطلاعات به روش های جدید استفاده می کند. کیوبیت ها، که می تواند از اتم یا ذرات زیر اتمی ساخته شود، طبق قوانین مکانیک کوانتومی رفتار می کنند.

  1. چه چیزی کامپیوترهای کوانتومی را از کامپیوترهای معمولی جدا می کند؟

همانطور که بیل فیلیپس برنده جایزه نوبل اظهار داشت، رایانه های کوانتومی متفاوت از رایانه های دیجیتالی امروزی هستند همانطور که رایانه های امروزی متفاوت از چرتکه هستند. رایانه های امروزی برای ذخیره، پردازش و انتقال اطلاعات از جریان طولانی بیت ها استفاده می کنند که معمولا پالس های الکتریکی و سیگنال های نوری هستند که به صورت صفر و یک نمایش داده می شوند. بیت های کوانتومی یا کیوبیت ها می توانند همزمان و یا در هر موقعیتی بین آنها وجود داشته باشند، این انعطاف پذیری به آنها امکان انجام محاسبات زیادی را به طور همزمان می دهد. برخی فیزیکدانان آنها را با یک سکه نخ ریسی که همزمان در حالت سر و دم قرار دارد مقایسه می کنند.

  1. آیا کامپیوترهای کوانتومی وجود دارند؟

نمونه های اولیه ای وجود دارند – IBM دسرسی آنلاین را ارائه می دهد ولی هنوز از کامپیوترهای امروزی قدرتمندتر نیستند. بسیاری از شرکت ها از جمله گوگل، مایکروسافت، اینتل، ریگتی و IonQ در حال توسعه رایانه های کوانتومی هستند. دانشگاه هیان و نظامیان بسیاری از کشورها نیز در این زمینه سرمایه گذاری می کنند.

  1. محققان برای ایجاد یک کامپیوتر کوانتومی با چه موانعی روبرو هستند؟

اکثر دانشمندان موافق هستند که هنوز یک دهه نیاز هست تا بتوان یک رایانه کوانتومی مفید با تعداد بالای کیوبیت را ساخت. این مشکل اساسی است زیرا کیوبیت ها بسیار حساس هستند و تمایل دارند که با اندک اختلال به عنوان مثال با تغییر جرئی در دما عملکرد خود را متوقف کنند.

  1. چه عملکردهای جدیدی را ممکن است کامپیوترهای کوانتومی بتوانند انجام دهند؟

یک کامپیوتر کوانتومی کاملا کارا قابلیت تغییر دارد. قدرت محاسباتی بالا می تواند به شناسایی ترکیبات شیمیایی جدید در درمان بیماری های خطرناک کمک کند و با پیش بینی و مدیریت جریان وسایل نقلیه، گره های ترافیکی را از بین ببرد.

با این حال، این کامپیوترها همچنین ممکن است قادر به شکستن کلیه اشکال موجود رمزگذاری باشند، که یک نگرانی بزرگ برای نظامیان، دولت ها و مشاغل دارای داده های حساس است.

منبع:

washingtonpost.com

تاریخ انتشار در منبع فوق:

18 Aug. 2019

گردآوری:

دکتر امیر اشراقی

ویرایش:

دکتر میلاد معظمی گودرزی

برچسب ها

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن