​رایانه کوانتومی چیست؟ بخش پایانی

ناهمدوسی چیست؟

تعامل کیوبیتها با محیط به طریقی که باعث می شود رفتار کوانتومی آنها تضعیف شده واز بین برود، ناهمدوسی نامیده می شود. حالت کوانتومی کیوبیتها بسیار شکننده است و در نتیجه کوچکترین لرزش و یا تغییر در دما - اختلالات شناخته شده به عنوان "نوفه" (پارازیت) در فرهنگ لغات کوانتومی - می تواند باعث شود که قبل از انجام کارشان به درستی انجام دهند، از ترکیب خارج شوند. به همین دلیل است که محققان تمام تلاش خود را برای محافظت از کیوبیت ها انجام میدهند تا به کمک یخچال های قدرتمند و اتاقک‌های خلاء، آنها را از دنیای خارج جدا کنند.

اما علیرغم  این تلاش ها، نوفه هنوز هم باعث می شود بسیاری از اشتباهات به محاسبات وارد شوند. الگوریتم های کوانتومی هوشمند می تواند برخی از این موارد را جبران کند و اضافه کردن تعداد بیشتری از کوبیتها نیز می‌تواند کمک‌کننده باشد. با این وجود، احتمالاً به هزاران کوبیت استاندارد برای ایجاد یک واحد منفرد بسیار مطمئن، که به عنوان یک بیت کوانتومی"منطقی" شناخته می‌شود، نیاز خواهد بود که به نوبه خود مقدار زیادی از ظرفیت محاسباتی یک کامپیوتر کوانتومی را از بین می برد.

این مساله اما پیشگامان را برای اینکه اولین کسی باشند که موفق به  "برتری کوانتومی" شده، ناامید نکرده است.

برتری کوانتومی چیست؟
این نقطه‌ای است که یک کامپیوتر کوانتومی می تواند یک محاسبه ریاضی انجام دهد که انجام آن آشکارا خارج از توان قدرتمندترین ابررایانه‌ها است.

از آنجا که محققان برای افزایش کارایی ماشین های کلاسیک الگوریتم های جدیدی را پیدا می کنند و سخت افزار ابر رایانه نیز بهبود می یابد، هنوز مشخص نیست که برای رسیدن به این هدف، مشخصا به چند کیوبیت نیاز است. اما محققان و شرکتها در تلاشند تا عنوان را کسب کنند و آزمایش هایی را مقابل برخی از قدرتمندترین ابر رایانه‌های جهان انجام می‌دهند.

در وهله نخست کجا یک کامپیوتر کوانتومی مفید است؟

یکی از امیدوارکننده ترین کاربردهای کامپیوترهای کوانتومی شبیه سازی رفتار ماده تا سطح مولکولی است. تولیدکنندگان اتومبیل مانند فولکس واگن و دایملر از کامپیوترهای کوانتومی برای شبیه سازی ترکیب شیمیایی باتریهای وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می کنند تا به یافتن راه های جدید برای بهبود عملکردشان کمک کنند. شرکتهای داروسازی نیز برای تحلیل و مقایسه ترکیباتی که می تواند به ایجاد داروهای جدید منجر شود، از آنها استفاده می کنند.

این رایانه‌ها همچنین برای مساله بهینه سازی بسیار عالی هستند زیرا می توانند خیلی سریع راه حل های بالقوه را با سرعت زیاد حل کنند. به عنوان مثال ایرباس از آنها برای محاسبه کارآمدترین مسیرهای صعود و فرود برای هواپیما استفاده می کند و فولکس واگن از خدماتی رونمایی کرده است که مسیرهای بهینه برای اتوبوسها و تاکسی‌ها در شهرها را محاسبه می کند تا به حداقل برسد. برخی محققان همچنین فکر می کنند از این ماشین ها می توان برای سرعت بخشیدن به هوش مصنوعی استفاده کرد.

ممکن است هنوز چند سالی تا کامپیوترهای کوانتومی به معنی کامل کلمه داشته باشیم اما اگر این ماشین های جدید محاسباتی عجیب و غریب به قول خود عمل کنند،  می توانند جهشی غیرقابل تصور در کل صنایع و نوآوری جهانی ایجاد کنند.

منبع: technologyreview.com