ایجاد کامپیوتر های کوانتومی با نمایشگرها و لیزرهای معمولی ممکن شد
به گزارش مطب نما، دانشمندان موفق به ساخت یک کامپیوتر کوانتومی ساخته شده با اجزای معمولی و به سادگی در دسترس شده اند که می تواند تحقیقات کوانتومی را در خیلی از نقاط جهان تقویت کند.
به گزارش مطب نما به نقل از ایسنا، ساخت کامپیوتر های کوانتومی بسیار پرهزینه است و اغلب به علت احتیاج 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 محققان دانشگاه «ویتواترسرند»(Witwatersrand) در ژوهانسبورگ آفریقای جنوبی یک کامپیوتر کوانتومی ساخته شده با تجهیزات معمولی را عرضه 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.
امکان دارد باورنکردنی به نظر برسد، اما نویسندگان این مطالعه یک کامپیوتر کوانتومی را تنها با استفاده 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 ساخته شده توسط محققان 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.
محققان با استفاده از اصول کوانتومی مانند برهم نهی حالت که در آن یک سیستم می تواند در چندین حالت به صورت 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 دستگاههای 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، محققان سیستم کوانتومی خویش را با استفاده 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 امکان دارد ساده به نظر برسد، اما نشان داده است که آیا یک سیستم سریع تر، بهتر و کارآمدتر از یک کامپیوتر کلاسیک است یا خیر.
تجزیه و تحلیل عملکرد کامپیوتر کوانتومی
هنگامی که محققان کامپیوتر کوانتومی خویش را آزمایش کردند، عملکرد آن آنها را شگفت زده کرد، چونکه 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 حالیکه 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 آنجاییکه این کامپیوتر کوانتومی از نور برای پردازش اطلاعات استفاده می نماید، سرعتی که در آن می تواند چندین محاسبه پیچیده را به صورت 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 به صورت همزمان استفاده می نماید و قدرت محاسباتی را به شکل قابل ملاحظه ای بالا می برد.
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 گران قیمت کوانتومی را خریداری کنند، افزایش دهد.
این مطالعه در مجله APL Photonics انتشار یافته است.
منبع: matabnama.ir
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب