سرانجام ، ما می دانیم که کدام رایانه های کوانتومی مفید خواهند بود

طی یک دهه گذشته ، کوانتومی آن به یک صنعت 1 میلیارد دلار تبدیل شده است. به نظر می رسد همه در غول های فناوری مانند IBM و Google ، ارتش ایالات متحده سرمایه گذاری می کنند.

اما IGNACIO CIRAC در موسسه مکس پلانک اپتیک کوانتومی در آلمان ، پیشگام فناوری ، ارزیابی هوشیاری تری دارد. او می گوید: “یک رایانه کوانتومی چیزی است که در حال حاضر وجود ندارد.” در واقع ، ساخت و ساز یکی از مواردی که در واقع کار می کند – و استفاده از آن عملی است – بسیار دشوار است.

این رایانه ها به جای “بیت” ماشین های معمولی ، از بیت های کوانتومی یا qubits برای کدگذاری اطلاعات استفاده می کنند. این موارد می توانند از چند طریق ساخته شوند ، از مدارهای ابررسانا کوچک گرفته تا اتم های بسیار سرد ، اما همه برای ساخت پیچیده هستند.

مزیت این است که می توان از خواص کوانتومی آنها برای ساخت انواع خاصی از محاسبات سریعتر از رایانه های استاندارد استفاده کرد.

این شتاب ها برای طیف وسیعی از مشکلات که رایانه های عادی با آنها مشکل دارند ، جذاب است ، از شبیه سازی سیستم های فیزیک عجیب و غریب گرفته تا برنامه ریزی مؤثر پروازهای مسافری یا تحویل مواد غذایی به سوپر مارکت ها. پنج سال پیش ، به نظر می رسید که رایانه های کوانتومی این چالش ها و بسیاری دیگر را بهبود می بخشند.

امروز ، اوضاع بسیار ظریف تر است. پیشرفت در ساخت رایانه های کوانتومی بزرگتر مطمئناً شگفت انگیز بوده است ، چندین شرکت در حال توسعه ماشین آلات با بیش از 1000 Qubits هستند. اما این مسئله همچنین نادیده گرفتن مشکلات غیرممکن را نشان داده است.

یک مشکل اصلی این است که ، با رشد این رایانه ها ، آنها تمایل به اشتباهات بیشتری دارند و راه هایی برای جلوگیری یا ترمیم آنها پیدا می کنند. سال گذشته ، محققان Google تا کنون قابل توجه ترین نقض این مشکل را به وجود آوردند ، اما با این وجود ، رایانه های کوانتومی به خودی خود مفید نیستند – همانطور که CIRAC خاطرنشان می کند.

به همین دلیل ، لیست برنامه های واقع بینانه برای این دستگاه ها می تواند کوتاه تر از آن چیزی باشد که قبلاً امیدوار بودیم. هزینه ایجاد یک اقتصاد تقلبی را نسبت به تخیل که می تواند به دست آورد ، وزن کنید و برای بسیاری از موارد استفاده ، این ممکن است معنای اقتصادی نداشته باشد. CIRAC می گوید: “بزرگترین ایده دروغین این است که یک کامپیوتر کوانتومی می تواند هر مشکلی را تسریع کند.”

بنابراین چه مشکلاتی هنوز می تواند از محاسبه کوانتومی بهره مند شود؟ گفته می شود که رایانه های کوانتومی می توانند سیستم های رمزنگاری را که ما در حال حاضر برای برقراری ارتباط ایمن از آن استفاده می کنیم ، بشکنند و این باعث می شود فناوری برای دولت ها و سایر مؤسساتی که امنیت آنها در معرض خطر است ، جالب باشد. اسکات هارونسون در دانشگاه تگزاس در آستین.

مکان دیگری که هنوز هم باید رایانه های کوانتومی مفید باشند ، مدل سازی مواد شیمیایی و واکنش ها است. در واقع ، رایانه های کوانتومی ، خود سیستم اشیاء کوانتومی ، کاملاً مناسب برای شبیه سازی سایر سیستم های کوانتومی مانند الکترون ، اتم و مولکول هستند.

“این مدل های ساده شده خواهند بود ؛ آنها مواد واقعی را نشان نمی دهند. اما اگر سیستم را به طور مناسب طراحی کنید ، آنها خواص کافی از مواد واقعی را خواهند داشت که می توانید در مورد بدن آنها چیزی یاد بگیرید.” دانیل گوتسمن در دانشگاه مریلند.

شبیه سازی شیمی کوانتومی ممکن است نسبت به برنامه ریزی پروازها طاقچه تر به نظر برسد ، اما برخی از نتایج ممکن – برای مثال یک ابررسانا را در دمای اتاق پیدا کنید – ترانسفورماتور خواهد بود.

میزان دستیابی به همه این موارد واقعاً به الگوریتم های کوانتومی بستگی دارد ، دستورالعمل هایی که به رایانه های کوانتومی نشان می دهد که چگونه می توانند اجرا کنند – و به اصلاح این خطاهای آزار دهنده کمک می کنند. این یک دامنه جدید دشوار است که ودران دانجکو در دانشگاه لیدن در هلند گفته می شود كه محققان مانند او را دوست دارند كه با سؤالات اساسی در مورد اطلاعات روبرو شوند و این نیز وجود دارد.

Dunjko توضیح می دهد: “این انگیزه باورنکردنی برای مطالعه سخت گیری مشکلات و قدرت دستگاه های رایانه ای ارائه می دهد.” “برای من ، این یک دلیل کافی برای اختصاص بخش قابل توجهی از زندگی من به این سؤالات خواهد بود.”

سوژه ها: