به نقل از «خبرآنلاین»

کامپیوترها در آینده قادر به انجام چه کارهای عجیبی خواهند بود؟/ عکس

تاریخ انتشار: ۹ آذر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۱۹۳۶۹۴

غزال زیاری: کوانتوم به مقیاس اتم‌ها و مولکول‌ها برمی‌گردد؛ جایی که در آن قوانین فیزیکی که آنها را تجربه کرده‌ایم، شکسته شده و مجموعه‌ای متفاوت از قوانین غیرمعمول اعمال می‌شوند. کامپیوترهای کوانتومی از همین رفتارهای عجیب برای حل مشکلات بهره می برند.

برخی از انواع مشکلات هستند که حل آنها برای کامپیوترهای کلاسیک عملی نیست؛ مشکلاتی مثل شکستن الگوریتم‌های رمزگذاری پیشرفته.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

اما تحقیقات انجام شده در دهه‌های اخیر نشان داده‌اند که کامپیوترهای کوانتومی قادرند تا برخی از این مشکلات را حل کنند.

در صورتی که یک کامپیوتر کوانتومی ساخته شود که در واقع یکی از این مشکلات را حل کند، در آنجاست که مزایای کوانتوم را مشاهده خواهیم کرد.

من یک فیزیکدان هستم که درباره پردازش اطلاعات کوانتومی و کنترل سیستم‌های کوانتومی تحقیق و مطالعه می‌کنم و معتقدم که این مرز نوآوری علمی و فناوری، نه تنها نویدبخش پیشرفت‌های پیشگامانه در انجام محاسبات است، بلکه افزایش گسترده‌تر فناوری کوانتومی مثل پیشرفت‌های قابل توجه در رمزنگاری کوانتومی و سنجش کوانتومی را نشان خواهد داد.

منبع قدرت محاسبات کوانتومی

مرکز محاسبات کوانتومی، بیت کوانتوم یا کیوبیت است. برخلاف بیت‌های کلاسیک که تنها در حالت صفر یا یک هستند، یک کیوبیت می‌تواند در هر حالتی از ترکیب صفر و یک باشد؛ یعنی نه فقط ۱ و نه فقط صفر که تحت عنوان برهم نهی کوانتومی شناخته می‌شود. با هر کیوبیت اضافی، تعداد حالت‌هایی که می‌توان با کیوبیت‌ها نشان داد، دوبرابر می‌شود. این ویژگی معمولا با منبع قدرت محاسبات کوانتومی اشتباه گرفته می‌شود و در عوض به یک فعل و انفعال پیچیده از برهم نهی، تداخل و درهم تنیدگی ختم می‌شود.

این تداخل در حقیقت شامل دستکاری کیوبیت‌ها به نحوی است که حالت‌های آنها در طول محاسبات به شکل سازنده‌ای با هم ترکیب شوند تا راه‌حل‌های صحیح تقویت شده و تداخل مخرب پاسخ‌های اشتباه سرکوب گردند. تداخل سازنده زمانی اتفاق می‌افتد که قله‌های دو موج (مثل امواج صوتی یا امواج اقیانوس) برای ایجاد یک قله بلندتر با هم ترکیب می‌شوند و تداخل مخرب هنگامی رخ می‌دهد که یک اوج و یک فرورفتگی موج با هم ترکیب شده و یکدیگر را خنثی کنند.

الگوریتم‌های کوانتومی که ابداع‌شان کم و دشوار است، دنباله‌ای از الگوهای تداخلی را تنظیم می‌کند که پاسخ‌های صحیح برای حل مشکل را ارائه می‌دهند.

درهم تنیدگی یک همبستگی کوانتومی منحصر به فرد بین کیوبیت‌ها ایجاد می‌کند که وضعیت یکی را نمی‌توان مستقل از بقیه توصیف کرد، بدون آنکه بخواهیم درنظر داشته باشیم که کیوبیت‌ها چقدر از یکدیگر فاصله دارند. این دقیقا همان چیزی است که آلبرت اینشتین آن را تحت‌عنوان "اقدام شبح‌آور از راه دور" رد کرد.

رفتار جمعی درهم تنیدگی که از طریق یک کامپیوتر کوانتومی تنظیم شده، سرعت محاسباتی را به نحوی افزایش می‌دهد که این امکان برای کامپیوترهای کلاسیک مقدور نیست.

کاربردهای محاسبات کوانتومی

محاسبات کوانتومی، طیف وسیعی از کاربردهای بالقوه را در بر می‌گیرند که باعث می‌شوند تا عملکردی به مراتب بهتر از کامپیوترهای کلاسیک داشته باشند. از نظر رمزنگاری، کامپیوترهای کوانتومی به منزله یک فرصت و یک چالش هستند که معروف‌ترین آن توانایی این محاسبات دررمزگشایی الگوریتم‌های رمزگذاری فعلی مثل طرح RSA است.

یکی از پیامدهای این امر این است که پروتکل‌های رمزگذاری امروزی، به مهندسی مجدد نیاز دارند تا در برابر حملات کوانتومی آینده مقاوم باشند و این شناخت منجر به حوزه رو به رشد رمزنگاری پس کوانتومی می‌شود.

اخیرا موسسه ملی استاندارد و فناوری، بعد از یک فرآیند طولانی، چهار الگوریتم مقاوم در برابر کوانتومی را انتخاب و فرآیند آماده‌سازی آنها را آغاز کرده تا سازمان‌هایی از سراسر جهان بتوانند در فناوری رمزگذاری از آنها بهره ببرند.

بیشتر بخوانید:

اقدام ناسا برای نابودی رویایی که در فضا برپا کرد! یک ثانیه واقعا چقدر طول می‌کشد؟

به علاوه محاسبات کوانتومی می‌توانند به طرز چشمگیری سرعت شبیه‌سازی کوانتومی را افزایش دهند: توانایی پیش‌بینی نتیجه آزمایش‌هایی که در قلمرو کوانتومی عمل می‌کنند. ریچارد فاینمن، فیزیکدان مشهور، بیش از چهل سال پیش این شرایط را تصور کرده بود.

شبیه‌سازی‌های کوانتومی، پتانسیل پیشرفت‌های قابل توجهی را در علومی مثل شیمی و مواد ارائه داده و در حوزه‌هایی مثل مدل‌سازی پیچیده ساختارهای مولکولی در راستای کشف دارو و یا امکان کشف و تولید مواد با خواص جدید کمک حال خواهند بود. دیگر کاربرد فناوری اطلاعات کوانتومی، در زمینه سنجش کوانتومی است: تشخیص و اندازه‌گیری خواص فیزیکی‌ای از جمله انرژی الکترومغناطیس، گرانش، فشار و دما با حساسیت و دقتی به مراتب بالاتر از ابزارهای غیرکوانتومی.

سنجش کوانتومی کاربردهای فراوانی در زمینه‌های مختلفی مثل پایش محیطی، اکتشافات زمین‌شناسی، تصویربرداری پزشکی و نظارت دارد. ابتکاراتی مثل توسعه اینترنت کوانتومی که کامپیوترهای کوانتومی را به یکدیگر متصل می‌کند، گام‌های بزرگی را در راستای ایجاد پلی ارتباطی بین دنیای محاسبات کوانتومی و کلاسیک برمی‌دارد.

این شبکه را می‌توان با بهره‌گیری از پروتکل‌های رمزنگاری کوانتومی از جمله توزیع کلید کوانتومی ایمن کرد. توزیع کلید کوانتومی، برای کانال‌های ارتباطی امن این امکان را فراهم می‌کند که در برابر حملات محاسباتی ایمن بمانند (مواردی که در آنها از رایانه‌های کوانتومی استفاده می‌شود.)

به رغم مجموعه کاربردی روبه رشد برای محاسبات کوانتومی، توسعه الگوریتم‌های جدیدی که از مزیت کوانتومی به شکل کامل بهره می‌برند (به ویژه در یادگیری ماشینی)، همچنان یک حوزه حیاتی از تحقیقات در جریان به شمار می‌رود.

منسجم ماندن و غلبه بر اشتباهات

حوزه محاسبات کوانتومی با موانع قابل توجهی در رشد و توسعه سخت‌افزاری و نرم‌افزاری مواجه است. کامپیوترهای کوانتومی به شدت در برابر هر نوع تعامل ناخواسته با محیطشان حساس هستند و این منجر به پدیده ناپیوستگی و عدم انسجام خواهد شد. جایی که در آن کیوبیت‌ها به سرعت به حالت صفر یا یک و حالت بیت‌های کلاسیک تنزل پیدا می‌کنند.

ساخت سیستم‌های محاسباتی کوانتومی در مقیاس بزرگ که قادر به تحقق وعده‌های افزایش سرعت کوانتومی باشند، نیازمند غلبه بر عدم پیوستگی است و کلید کار در توسعه روش‌های موثر در راستای سرکوب و تصحیح خطاهای کوانتومی خواهد بود. این دقیقا همان حوزه‌ای است که تحقیقات من برروی آن متمرکز است.

در جریان این چالش‌ها، استارت‌آپ‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری کوانتومی متعددی در کنار برندهای قدیمی و تثبیت شده در صنعت تکنولوژی مثل گوگل وIBM وارد عمل شده‌اند.

تمایل به این صنعت همراه با سرمایه‌گذاری قابل توجه از سوی دولت‌ها درسراسر دنیا، بر شناخت جمعی از پتانسیل تحول آفرین فناوری کوانتومی تاکید دارد که این ابتکارات یک اکوسیستم غنی را تقویت خواهد کرد که در آن دانشگاه و صنعت با یکدیگر همکاری کرده و پیشرفت در این زمینه را سرعت می‌بخشند.

مشاهده مزایای کوانتومی

محاسبات کوانتومی شاید روزی به اندازه معرفی هوش مصنوعی تبدیل به یک مولد مخرب شود ولی در حال حاضر توسعه فناوری محاسبات کوانتومی در مقطعی حیاتی قرار دارد. از یک سو، این رشته قبلا نشانه‌های ابتدایی دستیابی به یک مزیت کوانتومی تخصصی را نشان داده. محققین در گوگل و بعد از آن تیمی از محققان در چین، مزایای کوانتومی در تولید لیستی از اعداد تصادفی با ویژگی‌های خاص را به نمایش گذاشتند. تیم تحقیقاتی من هم سرعت کوانتومی را برای یک بازی حدس اعداد تصادفی به نمایش گذاشت.

از سوی دیگر، در صورتی که نتایج علمی در کوتاه مدت محقق نشود، خطر ملموسی برای ورود به "زمستان کوانتومی" وجود خواهد داشت که دوره ای از کاهش سرمایه‌گذاری خواهد بود.

در حالی که صنعت فناوری در تلاش برای ارائه مزیت‌های کوانتومی در محصولات و خدمات در مدت زمان کوتاه است، تحقیقات آکادمیک همچنان تمرکزش را برروی بررسی اصول اساسی زیربنای این علم و فناوری جدید قرار داده است.

این تحقیقات بنیادی مستمر که توسط دانشجویان جدید، مشتاق و باهوش انجام می‌شود، تضمین می‌کند که سیر پیشرفت در این مسیر در جریان خواهد بود.

منبع: sciencealert

227227

برای دسترسی سریع به تازه‌ترین اخبار و تحلیل‌ رویدادهای ایران و جهان اپلیکیشن خبرآنلاین را نصب کنید. کد خبر 1842743

منبع: خبرآنلاین

کلیدواژه: فیزیک کوانتوم رایانه کوانتومی کامپیوترهای کوانتومی محاسبات کوانتومی کیوبیت ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.khabaronline.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرآنلاین» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۱۹۳۶۹۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

از بین رفتن یا تغییر در ۸۰ میلیون شغل طی چند سال آینده

 

 

 

 

 

به گزارش گروه اجتماعی باشگاه خبرنگاران جوان؛ نیروی انسانی یکی از مهم‌ترین ارکان هر جامعه پویا است که اگر این نیروی انسانی ماهر و توانمند باشد به جهش تولیدی کشور می‌تواند کمک چشم گیری داشته باشد.

موضوعی که امسال به نام شعار سال برگزیده شده و برای تحقق جهش تولیدی باید نیروی کار در جامعه ماهر و توانمند شوند که این موضوع جز با آموزش‌های فنی و حرفه‌ای امکان پذیر نیست.

هر چند با توجه به سرعت پیشرفت تکنولوژی و فناوری‌های نوین در دنیا باید این آموزش‌ها به روز و مطابق با سرعت پیشرفت علم و تکنولوژی در جهان باشد.

بر اساس بررسی‌های انجام شده توسط دانشگاه‌های معتبر جهان تا چند سال آینده میلیون‌ها شغل از بین خواهد رفت و شغل‌های جدید جای آن‌ها را خواهد گرفت.

مهرداد عظیمی رئیس سازمان آموزش فنی و حرفه‌ای کشور گفت: تعداد مجوز‌هایی که برای تأسیس آموزشگاه فنی و حرفه‌ای در سال گذشته صادر شده ۱۷ هزار و ۶۵۰ مجوز است و تعداد مجوز‌های صادره یا تمدید شده برای تأسیس آموزشگاه در دولت سیزدهم تا کنون به ۴۱ هزار و ۷۹۳ مجوز رسیده است که این آمار‌ها نشان دهنده رشد ۱۱۹۴ درصدی صدور مجوز تأسیس آموزشگاه فنی و حرفه‌ای در دولت سیزدهم است.

وی در ادامه با اشاره به تأکیدات رهبر انقلاب در واگذاری امور به بخش خصوصی گفت: ارائه آموزش‌های مهارتی متناسب با نیاز بازار، مأموریت اصلی سازمان آموزش فنی و حرفه‌ای کشور است که رشد ۱۱۹۴ درصدی صدور مجوز آموزشگاه آزاد و ارائه بیش از ۶۰ درصد از آموزش‌های مهارتی توسط بخش خصوصی نشان از مشارکت مردم در امر مهارت آموزی و واگذاری حقیقی مأموریت اصلی این مجموعه به مردم دارد. 

رئیس سازمان آموزش فنی و حرفه‌ای کشور با بیان اینکه سازمان آموزش فنی و حرفه‌ای عضو سازمان بین المللی کار (ILO) می‌باشد اظهار کرد: حدود ۸۰ میلیون شغل از مشاغل و مهارت‌های موجود در چند سال آینده دچار تغییر شده و یا از بین خواهند رفت و بیش از ۹۰ میلیون حرفه در حوزه فناوری‌های نو جایگزین مشاغل گذشته خواهند شد.

رئیس سازمان آموزش فنی و حرفه‌ای با اشاره به عصر پیشرفت شتابان تکنولوژی و فناوری اطلاعات، گفت: سازمان آموزش فنی و حرفه‌ای با داشتن ۶۵۸ مرکز، ۴۸۰۰ کارگاه، بیش از ۴۰ هزار مربی دولتی و غیر دولتی، ۲۲ هزار آموزشگاه آزاد فعال، بیش از ۴ هزار مرکز جوارکارگاهی، سهم زیادی در توانمندسازی مردم و مطالبات آنان در حل مسأله اشتغال دارد.

باشگاه خبرنگاران جوان اجتماعی رفاه و تعاون