برای اولین بار در ایران، دانشگاه آزاد از قوی‌ترین کامپیوتر کوانتومی کشور و منطقه رونمایی کرده است، سیستمی با 30 کیوبیت که با استفاده از فناوری یون به دام افتاده ساخته شده و حالا آماده اجزای الگوریتم‌های واقعی کوانتومی است. جزئیات بیشتر را در شهر سخت افزار بخوانید.
چرا رایانش کوانتومی مهم است و چه فرقی با کامپیوترهای عادی دارد؟
کامپیوترهای معمولی در حقیقت اطلاعات را با صفر و یک پردازش می‌کنند که به آن بیت می‌گویند. اما برخلاف آن‌ها، کامپیوترهای کوانتومی از واحدی به نام کیوبیت استفاده می‌کنند که همزمان می‌تواند هم صفر و هم یک باشد. این حالت که برهم نهی کوانتومی نام دارد، می‌تواند باعث شود که کامپیوترهای کوانتومی محاسبات سنگین را با سرعت بسیار بیشتری انجام دهند، سرعتی که کامپیوترهای کلاسیک نمی‌توانند به آن برسند.
علت این است که کامپیوترهای کلاسیک برای پردازش لازم است همه گزینه‌ها را یکی یکی بررسی کنند، اما کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند چندین پردازش را همزمان جلو ببرند و همین ویژگی هم قدرت محاسباتی این سیستم‌ها را چندین برابر می‌کند. به طور که اگر یک کامپیوتر معمولی یک پردازش مشخص را در یک ماه به اتمام می‌رساند، کامپیوتر کوانتومی همان پردازش را می‌تواند در یک دقیقه انجام دهد.
به گفته دکتر طهرانچی و به گزارش farhikhtegandaily، در کامپیوترهای کلاسیک، ریاضیات به مدارهای میکروالکترونیکی برده شده است اما در مدل‌های کوانتومی ریاضیات به محیط اتم‌ها و مولکول‌ها منتقل شده است، یعنی داریم به جای ترانزیستور از رفتار ذرات زیراتمی برای محاسبات استفاده می‌کنیم.
جزئیات کامپیوتر کوانتومی دانشگاه آزاد
اما کامپیوتری که دانشگاه آزاد از آن رونمایی کرده، بر پایه یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های روز دنیا یعنی فناوریی یون به دام افتاده ساخته شده است. در این فناوری یون‌ها در میدان‌های خاص الکتریکی و مغناطیسی به حالت معلق در می‌آیند و به صورت دقیق در مکان‌های مشخصی از فضا نگه داشته می‌شوند. این یون‌ها همان کیوبیت‌هایی هستند که قرار است نقش مغز سیستم را بازی کنند، دانشمندان این یون‌ها را با استفاده از لیزر به حالت‌های مختلف هدایت می‌کنند و آن‌ها را به اصطلاح در هم تنیده می‌کنند و بین آن‌ها گیت کوانتومی ایجاد می‌کنند.
این گیت‌ها دقیقا مانند گیت‌های منطقی در کامپیوترهای معمولی هستند اما پیچیده‌تر و سریع‌تر هستند. در حال حاضر این سیستم 30 کیوبیت دارد که برای یک سیستم با فناوری یون به دام افتاده، عدد قابل توجهی محسوب می‌شود، مرکز تحقیقات فناوری کوانتومی دانشگاه آزاد ادعا کرده که این عدد قرار است تا سال 1407 به 108 کیوبیت افزایش پیدا کند.
اما بد نیست بدانید که تعداد کیوبیت‌ها روی سرعت پردازش و تعداد پردازش‌های همزمان تاثیر بسیار زیادی دارد. یک کامپیوتر کوانتومی با 30 کیوبیت می‌تواند همزمان یک میلیارد حالت مختلف را پردازش کند و اگر این عدد به 40 برسد این کامپیوتر می‌تواند هزار میلیارد پردازش را همزمان انجام دهد.
از طرفی نگه داشتن کیوبیت‌ها کنار یکدیگر کار آسانی نیست و کوچک‌ترین نویز و تغییر دما می‌تواند باعث از بین رفتن حالت‌های کوانتومی شود و هرچه تعداد کیوبیت‌ها بیشتر باشد کنترل نویز بسیار سخت‌تر می‌شود.
در همین رابطه بخوانید:
– کامپیوتر کوانتومی جدید چین، یک میلیون برابر از گوگل سریع‌تر است!
کاربرد کامپیوترهای کوانتومی
کامپیوترهای کوانتومی کاربردهای بسیار مهمی در صنایع مختلف دارند، در حوزه پزشکی و داروسازی، می‌توان پیچیده‌ترین مولکول‌ها و داروها را شبیه‌سازی کرد تا بتوان سریع‌تر داروهای جدید را کشف کرد و در هوش مصنوعی، مدل‌های یادگیری ماشین با الگوریتم‌های کوانتومی بسیار سریع‌تر آموزش داده خواهند شد. حتی در زمینه امنیت سایبری هم این کامپیوترها می‌توانند رمزنگاری‌های امروزی را بشکنند.
source