راه ترقی

آخرين مطالب

کامپیوتر کوانتومی فوتونی رکورد جدیدی ثبت کرد اقتصاد

کامپیوتر کوانتومی فوتونی رکورد جدیدی ثبت کرد
  بزرگنمايي:

راه ترقی - سیستم کوانتومی فوتونی در راه شکست کامپیوترهای کلاسیک و برتری کوانتومی، به پیشرفت چشمگیری رسیده است.

یکی از راه‌های برتری کامپیوترهای کوانتومی درمقایسه‌با کامپیوترهای کلاسیک، استفاده از ذره‌های نور (فوتون) است. جیان وی پان و چائو یانگ لو ، از دانشگاه علوم و فناوری چین، همراه با همکاران خود موفق شدند روش رایانش کوانتومی به‌نام نمونه‌برداری بوزونی را بهبود دهند و به رکورد کشف 14 فوتون در نتایج نهایی برسند. در مکانیک کوانتوم، بوزون ذره‌ای تابع استاتیک بوز‌اینشتین است. در آزمایش‌های گذشته، پژوهشگران فقط پنج فوتون کشف کرده بودند. در آزمایش جدید، افزایش تعداد فوتون‌ها چشمگیر نیست؛ اما این تعداد در فضای حالت برابر با 6/5 میلیارد «تا» یا برابر با تعداد حالت‌های پیکربندی سیستم کامپیوتری است. هرچه فضای حالت بزرگ‌تر باشد، احتمال شبیه‌سازی آن با کامپیوتر کلاسیک کاهش می‌یابد. نتیجه‌ی پژوهش یادشده 22 اکتبر در سرور arXiv.org منتشر شده و هنوز بررسی نشده است. درصورت تأیید، این پژوهش نقطه‌ی شاخص و مهمی در رقابت برتری کوانتومی خواهد بود. برتری کوانتومی به نقطه‌ای گفته می‌شود که کامپیوترهای کوانتومی حتی از بهترین کامپیوترهای کلاسیک هم سبقت می‌گیرند.
تخته‌ی گالتون
در کامپیوترهای کلاسیک، اطلاعات به‌شکل بیت‌های دودویی رمزنگاری می‌شود؛ بنابراین دو بیت می‌تواند برابر با 00، 01، 10 یا 11 باشند. کامپیوتر کوانتومی می‌تواند هم‌زمان در هر دو وضعیت بیت کلاسیک قرار گیرد. دو کیوبیت می‌تواند هم‌زمان 00، 01، 10 یا 11 باشند و سه کیوبیت می‌تواند در هرکدام از هشت حالت قرار بگیرند و این روند به‌همین‌ترتیب ادامه می‌یابد. دلیل مزیت کامپیوترهای کوانتومی، همین افزایش نمایی است. مقاله‌های مرتبط:
هر آنچه باید درباره برتری کوانتومی گوگل بدانید برتری کوانتومی گوگل به‌معنای پایان کاربردهای رمزنگاری نیست
در چند هفته‌ی گذشته، رقابت بر سر برتری رایانش کوانتومی به‌شدت افزایش یافته است. کامپیوتر کوانتومی گوگل فقط در 200 ثانیه موفق شد عملیاتی اجرا کند که به‌ادعای پژوهشگران، کامپیوتر کلاسیک برای حل آن به 10 هزار سال زمان نیاز دارد. شایان ذکر است پژوهشگران IBM هم مشغول حل مسئله‌ای هستند که کامپیوتر کلاسیک در سه روز خواهد توانست آن را حل کند. پن و لو از روش خود به‌عنوان مسیری احتمالی به‌سمت برتری کوانتومی یاد می‌کنند. اسکات آرونسون ، دانشمند نظری کامپیوتر در دانشگاه آستین تگزاس، دراین‌باره می‌گوید: مطمئن نیستم و راه دشواری به‌نظر می‌رسد؛ اما به‌عنوان یکی از مخترعان نمونه‌برداری بوزونی خوشحالم که می‌توانم پیشرفت مسیر دیگری را نیز شاهد باشم. نمونه‌برداری بوزونی را می‌توان به مدل کوانتومی دستگاهی کلاسیک به‌نام تخته‌ی گالتون تشبیه کرد. در این دستگاه، توپ‌ها روی ردیفی از میخ‌ها پرتاب می‌شوند و پس از پرتاب، روی شیار‌های پایین تخته فرود می‌آیند. حرکت تصادفی توپ‌ها به توزیعی عادی در شیارها منجر می‌شود و اغلب توپ‌ها نزدیک به مرکز فرود می‌آیند و تعداد کمی از آن‌ها در لبه‌ها قرار می‌گیرند. کامپیوترهای کلاسیک با شبیه‌سازی حرکت تصادفی، به‌راحتی می‌توانند این نتیجه را پیش‌بینی کنند. در نمونه‌برداری بوزونی، فوتون‌ها به‌جای توپ‌ها و دستگاه‌های نوری مثل آینه و منشور به‌جای میخ‌ها قرار می‌گیرند. فوتون‌ها ازطریق آرایه‌ای روشن می‌شوند و در شیار انتهایی فرود می‌آیند و آشکارساز‌ها در این نقطه می‌توانند حضور آن‌ها را ثبت کنند. به‌دلیل خواص کوانتومی فوتون‌ها، دستگاهی صرفا با 50 یا 60 فوتون می‌تواند تعداد زیادی توزیع مختلف را تولید کند که پیش‌بینی آن برای کامپیوترهای کلاسیک میلیاردها سال طول می‌کشد. نمونه‌برداری بوزونی مسیر جدیدی به‌سمت برتری کوانتومی است
نمونه‌برداری بوزونی با اجرای وظیفه می‌تواند نتایج را پیش‌بینی کند؛ در‌نتیجه، این روش ترکیبی از مسئله‌ی محاسباتی و کامپیوتر کوانتومی است که می‌تواند آن را حل کند یا به‌عبارتی، مسئله و راه‌حل ترکیب شده‌اند. آرونسون و دانشجوی او، الکس آرخیپوف ، در سال 2010، روش نمونه‌برداری بوزونی را پیشنهاد کردند؛ اما این روش در آن زمان تحت‌الشعاع روش‌های گوگل و IBM قرار گرفت که از کیوبیت‌های فیزیکی استفاده می‌کردند. یکی از مشکلات روش بوزونی، کمبود امکانات است. جاناتان داولینگ ، فیزیک‌دان تئوری دانشگاه ایالتی لوییزیانا می‌گوید: کامپیوتر جهانی می‌تواند هر نوع مسئله‌ای را حل کند؛ اما این کامپیوتر صرفا قادر به حل یک مسئله است. گفتنی است حل فقط یک مسئله با سرعتی بیشتر از کامپیوتر کلاسیک را می‌توان نشانه‌ی برتری کوانتومی در نظر گرفت.
میز نمونه‌برداری بوزونی ‌مسابقه‌ی سوارکاری
اجرای آزمایش معمولا کار دشواری است. لو در توییتر، تصویری از آزمایش تیم خود را منتشر کرد که زمینه‌ی آزمایش، میزی پوشیده از الگوی پیچیده‌ی دستگاه‌های فلزی درخشان و به‌هم‌فشرده بود. مشکل اصلی در چنین آزمایشی، زمان‌بندی است؛ چراکه فوتون‌ها باید به‌صورت مجزا و هم‌زمان تولید شوند. الکساندرا مویلت ، دانشجوی دکتری رایانش کوانتومی در دانشگاه بریستول انگلستان، اعتقاد دارد: فوتون‌ها منتظر یکدیگر نمی‌مانند؛ بنابراین، باید هم‌زمان هر فوتون را بسازید. درصورتی‌که فوتون‌ها حتی یک‌تریلینیوم ثانیه با یکدیگر فاصله داشته باشند، از دست می‌روند. هر فوتون داخل سیستم می‌تواند احتمال ناسازگاری فوتون‌های دیگر را افزایش دهد؛ زیرا خطا به ایجاد خطاهای بیشتر منجر می‌شود. هرچه تعداد فوتون‌های گمشده بیشتر باشد، شبیه‌سازی توزیع فوتونی برای کامپیوتر کلاسیک آسان‌تر خواهد بود. لو از 14 فوتون‌ کشف‌شده به‌عنوان منبع فوتونی بسیار دقیقی یاد می‌کند. داولینگ می‌گوید: چهارده فوتون جدید مجموعه‌ای جادویی است و بدون آن‌ها انجام آزمایش ممکن نبود. با افزایش کیوبیت‌ها، فضای حالت به‌صورت نمایی رشد می‌کند
اگرچه پژوهشگران از بیست فوتون ورودی فقط 14 فوتون را کشف کردند، این تعداد برای ایجاد فضای حالت دشوار محاسباتی کافی بود. برای درک دلیل، بازی ساده‌ای مثل دوز را در نظر بگیرید که در آن تعداد 19٬863 یا سه به توان 9 فضای حالت وجود دارد. در این بازی، 9 مربع وجود دارد که هرکدام سه احتمال دارد: فضای خالی و X یا O. فضای حالت در نمونه‌‌برداری بوزونی برابر با 15،504 بود؛ در‌حالی‌که فضای حالت در آزمایش پن و لو دقیقا برابر با 100 تریلیون بود. لو در پست توییتر خود مدعی شده است در یک سال، تعداد فوتون‌ها را به 30 تا 50 فوتون خواهد رساند. امکان توسعه‌ی نمونه‌برداری بوزون برای رسیدن به برتری در رایانش کوانتومی هنوز مشخص نیست. بسیاری از کسب‌و کارهای چندمیلیون‌دلاری در‌این‌زمینه مدعی بوده‌اند. داولینگ درباره‌ی این موضوع می‌گوید: برتری کوانتومی مانند مسابقه‌ی سوارکاری است. در این مسابقات نمی‌دانید اسب خودتان یا دیگران چقدر می‌تواند سریع باشد.


نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield

ساير مطالب

خیز مایکروسافت برای تسخیر اینترنت اشیاء

از دست دادن بازار هند برای سامسونگ فاجعه‌بار خواهد بود

محمد مراد بیات، دبیر کل رویداد ITE از هدف و جایگاه این رویداد می‌گوید

قوانین آلمان، اپل را مجبور به ارائه‌ دسترسی NFC به رقبای اپل پی می‌کند

هوای میت پد پرو احتمالا چهارم آذر معرفی می‌‌شود

مک بوک پرو 16 اینچی اپل هم‌زمان از دو نمایشگر اکسترنال 6K پشتیبانی می‌کند

مجوز هواوی با شرکت‌های آمریکایی احتمالا برای 6 ماه دیگر تمدید خواهد شد

فیلم‌ های ایرانی که در سال 1398 حتما باید تماشا کنید

ردمی K30 با پشتیبانی از 5G سال 2020 عرضه می‌شود

هواوی 286 میلیون دلار به کارمندان خود پاداش می‌دهد

همکاری مایکروسافت با Graphcore برای قدرت‌دهی به نرم‌افزارها در سرویس آژور

رانندگان اسنپ و تپسی به میزان مصرف، بنزین سهمیه‌ای دریافت می‌کنند

چهار رقم آخر کد ملی به‌عنوان پیش فرض رمز کارت سوخت فعال است

گوگل پیام‌رسانی RCS را به‌صورت عمومی در آمریکا دردسترس قرار می‌دهد

اضافه‌شدن ویژگی پخش خودکار ویدئو در گوگل پلی به‌‌تعویق افتاد

پتنت MIT و لامبورگینی برای تولید ابرخازن‌ جدید

خورخه لورنزو از موتو جی پی خداحافظی کرد

سامسونگ به‌مناسبت 10 سالگی خانواده گلکسی بسته ویژه‌ای عرضه می‌کند

رشد نرخ رسمی 30 ارز در آغاز هفته

اپل احتمالا سرویس‌های خبر، موزیک و تلویزیون خود را در اشتراکی واحد ادغام خواهد کرد

تحقق نزدیک به 40 درصد هدف صادرات معدن و صنایع معدنی

حذف بیماری‌ها از خون به‌کمک آهن‌ربا

طبق مطالعات، اپل واچ ضربان قلب نامنظم را تشخیص می‌دهد

منتخب‌ عکس‌های علمی هفته از نگاه زومیت؛ از پنجاهمین سالگرد آپولو 12 تا گذر عطارد از مقابل خورشید

نهاوندیان: مرز باشماق ظرفیت افزایش مراودات تجاری را دارد

رئیس اتاق بازرگانی البرز: پیوستن به گروه ویژه اقدام مالی FATF ضروری است

مدیر تکامل و نوآوری؛ مسئولیتی جدید و مهم در سازمان‌های پیش‌گام

دسترسی به اینترنت آزاد باید یکی از حقوق اولیه بشر باشد

رمز دوم پویا؛ امنیت بیشتر یا دردسر مضاعف؟

اینتل هنوز با مشکلات متعدد امنیت سخت‌افزار روبه‌رو است

قلب سالم در بدن سالم؛ دوازده خوراکی که باعث مشکلات قلبی می‌شوند

کشف علت مرگ ناشی از استعمال سیگار الکترونیکی

کاهش 95 درصدی فیشینگ با فعال‌شدن رمزهای یکبار مصرف

معاملات 1700 میلیاردی در بازار سرمایه

اینستاگرام به‌طور آزمایشی ابزار جدیدی را برای ویرایش ویدیو ارائه کرد

طراحی آنر مجیک واچ 2 فاش شد

اولین تصاویر از سونی اکسپریا 3: پنل پشتی خمیده و صفحه جلویی مسطح

نسل جدید کیا اپتیما 2020 معرفی شد

مک بوک پرو 16 اینچی اپل امروز معرفی می‌شود

ساخت آفتابگردان‌های مصنوعی که به سمت نور خم می‌شوند

صادرات فولادسازان از مرز چهار میلیون تن گذشت

برای کار در تپ‌سی اینترنتی ثبت نام کنید

با عجیب‌ترین فوبیاهای جهان آشنا شوید (بخش اول)

تایید رابطه علّی بین کیفیت خواب و اضطراب

ایلان ماسک: برای ساخت شهر مریخی به هزار فروند استارشیپ نیاز خواهد بود

رندر مفهومی جدیدی از آیفون 12 دیده شد

عرضه متنوع فرآورده‌های پالایشی و پتروشیمی در بورس انرژی

افزون بر سه هزار میلیارد تومان در طرح‌های آب و برق کرمان سرمایه‌گذاری شد

مرتضی بانک: مناطق آزاد جدید در حاشیه شهرها ایجاد می‌شود

تامین 19 میلیارد دلار برای واردات با نرخ 4200 تومان + لیست کالاها