کامپیوتر کوانتومی - فناوری آینده

یک کامپیوتر کوانتومی غیر واقعی و دور است، مانند یک مهمان از آینده. از زمان به زمان، یادداشت ها در مورد دانشمندان و دستاوردهای مدرن آنها در زمینه فیزیک کوانتومی وجود دارد، اما هنوز هم زود است برای جشن پیروزی، زیرا هنوز در این شاخه علمی هنوز نقاط سفید وجود دارد. شاید در چند دهه کامپیوترهای کوانتومی به طور کامل رایانه های عادی را که برای ما معمولی هستند، جایگزین آنها در رشد ذهنی می کنند و آنها را به عقب می اندازند، اما امروز می توانیم فقط برای آن امیدوار باشیم.

دانشمندان در حال حاضر موفق به ایجاد یک ساعت کوانتومی شده اند که بیش از دقت استاندارد اندازه گیری زمان فعلی 100،000 بار است، بنابراین ممکن است خیلی خوب باشد که دستیابی به موفقیت در زمینه فناوری های کامپیوتری به زودی صورت خواهد گرفت. امروزه پیشرفتهای زیادی در توسعه کامپیوترهای کوانتومی وجود دارد. نه چندان دور، چهار گروه از دانشمندان ایتالیا، بریتانیا، اتریش و استرالیا به طور جداگانه ساده ترین مدل کامپیوتری کوانتومی را که به محاسبات کوانتومی محدود محدود شده اند، ایجاد کردند.

یک کامپیوتر کوانتومی می تواند مشکل تمام تکنولوژی کامپیوتر مدرن را حل کند . حالا شما فقط می توانید یکی از مقادیر صفر یا یک را رمزگذاری کنید، اما یک فوتون در همان زمان می تواند دو مقدار برای قطبش عمودی و افقی را حمل کند. جدیدترین سیستم ها قادر خواهند بود تمام محاسبات را به طور همزمان انجام دهند، و نه به طور متناوب، به عنوان کامپیوتر های معمولی انجام شود.

یک کامپیوتر کوانتومی مدرن یا به جای آن مدل اولیه آن، شبکهای از شبکههای فیبر نوری را بر روی میکروچیپ با چندین ورودی و خروجی نشان میدهد. در دخمه پرپیچ و خم، فوتون های فردی راه اندازی می شوند، در هر تقاطع آنها از طریق یک سیستم آینه تقسیم کننده پرتو عبور می کنند. در این مرحله فوتون ها منعکس می شوند یا به آن منتقل می شوند. به نظر می رسد که در حالی که فوتون به خروج از دخمه پرپیچ و خم می رسد، آن را با شکاف پرتو سه برابر برخورد می کند.

طبیعت کوانتومی بسیار پیچیده است، بنابراین تقریبا غیرممکن است که یک محاسبه صحیح را نشان دهیم که در آن فوتون دقیقا ظاهر خواهد شد. این کار آسان نیست، حتی اگر فقط یک فوتون به دخمه پرپیچ و خم پرتاب شود. و اگر وظیفه پیچیده شدن و اجرای چندین ذره است و در دخمه پرپیچ و خم به منظور افزایش تعداد مسیرها، پیش بینی بسیار دشوار خواهد بود. مدل اختراع شده توسط دانشمندان چیزی بیش از ماتریس دائمی نیست، تجسم یک تابع ریاضی است.

در یک کامپیوتر مدرن، شما می توانید راه حل مشکل را شبیه سازی کنید، اما تنها در صورتی که چندین ذره از طریق دخمه پرپیچ و خم و کوچکتر از خود حرکت کنند. برای مثال، اگر شرایط برای افزایش تعداد فوتونها یا مسیرها در دخمه پرپیچ و خم پیچیده باشد، حتی قدرتمندترین روش نمیتواند محاسبات انجام دهد .

یک کامپیوتر کوانتومی که توسط دانشمندان ایجاد شده است، می تواند تنها ماتریس دائمی را محاسبه کند، برای وظایف پیچیده تر و متنوع تر که مناسب نیست. اما این تنها اولین گام برای اختراع تکنولوژی آینده است. وظیفه محققان نشان دادن امکان استفاده از دستگاه های فوتونی است که می توانند با این کار کنار بیایند. این تحقیق درخشان بود، بنابراین احتمال دارد که دستگاه های جدید مبتنی بر این تکنولوژی در آینده نزدیک ظاهر شوند و به طور کامل کامپیوترهای مدرن را جایگزین کنند.