دانشمندان چینی سریع‌ترین کامپیوتر کوانتومی را ساختند

4
729

بیگ بنگ: دانشمندان چینی سریع‌ترین “کامپیوترهای کوانتومی” برنامه‌پذیر جهان را ساختند که می‌توانند پیشرفت‌های نسل بعدی دهه‌های آینده را تامین کنند.

cadc d b e cfbadc

به گزارش بیگ بنگ به نقل از ایندیپندنت، فیزیکدانان در چین ادعا می‌کنند که دو کامپیوتر کوانتومی با سرعت عملکردی بالایی ساخته‌اند که از رقبای خود در ایالات متحده پیشی می‌گیرد و از فوتون‌های نور برای به دست آوردن نتایج بی‌سابقه‌ای استفاده می‌کنند.

پژوهشگران دانشگاه علم و فناوری چین به سرپرستی “پان جیانوی” می‌گویند که یکی از این دستگاه‌های محاسباتی کوانتومی -ژوچانژی ۲.۱ (Zuchongzhi 2.1)- ۱۰ میلیون برابر از سریع‌ترین ابرکامپیوتر جهان(سیکامور گوگل) ، سریع‌تر است. علاوه بر این، کامپیوتر کوانتومی فوتونیک کبر پایه نور آن‌ها -جیوژانگ۲ (Jiuzhang 2)- قادر است محاسبات خود را ۱۰۰ تریلیون برابر سریع‌تر از سریع‌ترین ابرکامپیوتر موجود جهان، انجام دهد. این ابر کامپیوتر در یک میلی‌ثانیه معادله‌ای را حل می‌کند که سریع‌ترین کامپیوتر معمولی جهان برای انجام آن ۳۰ تریلیون سال زمان نیاز دارد.

پایه‌ای‌ترین واحد اطلاعات در کامپیوترهای معمولی یک بیت است و داده‌ها اصولا در قالب کدهای باینری ۰ و ۱ ذخیره می‌شوند. از دیگر سو، کامپیوترهای کوانتومی با استفاده از ویژگی‌های خاص کوچک‌‌ترین ذرات جهان، می‌‌توانند در چندین حالت وجود داشته باشند؛ به صورت هم‌زمان هم در حالت ۰ و هم در حالت ۱ یا در هر حالتی بین آن‌ها.

دانشمندان می‌گویند این انعطاف‌پذیری ذرات کوانتومی امکان استفاده از بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت را فراهم می‌کند که با استفاده از آن‌ها می‌توان هم‌زمان بسیاری از محاسبات مختلف را انجام داد. با وجود آنکه برای دستیابی به محاسبات کوانتومی رویکردهای بسیاری وجود دارد، گروه تحقیقاتی چینی دو دستگاه مختلف ساخته است؛ یکی کامپیوترهای کوانتومی فوتونیکی بر پایه نور و دیگری یک کامپیوتر کوانتومی ابررسانا که برای اینکه به طور بهینه کار کند، باید در دمای بسیار پایین نگهداری شود.

در کامپیوترهای کوانتومی فوتونیک، فوتون‌‌ها، واحدهای انرژی نور، با آینه‌‌ها، تقسیم‌‌کننده‌های پرتو و تغییردهنده‌های فاز دستکاری می‌‌شوند؛ در حالی که در دومین [نوع کامپیوتر کوانتومی]، وضعیت کیوبیت‌ها با استفاده از یک میدان الکترومغناطیسی دستکاری می‌‌شود.

این دستکاری‌ها کارهایی را روی فوتون‌ها انجام می‌دهد که شبیه به افزودن ۰ و ۱ها در رایانه‌های کلاسیک است و آشکارسازهای تک فوتون به خواندن تغییراتی که فوتون‌ها پشت سر گذاشته‌اند، کمک می‌‌کنند. شالوده مشترک در هر دو نوع این کامپیوترهای کوانتومی این است که آن‌ها چندین حالت کوانتومی را به عنوان ورودی می‌پذیرند؛ حالت‌‌ها را از طریق مداری طی می‌‌کنند و حالت‌های متعددی را به عنوان خروجی تحویل می‌دهند.

دانشمندان می‌گویند برای نمونه تک فوتون‌ها در کامپیوترهای کوانتومی فوتونیک، به موازات یک مدار نوری به‌ عنوان ورودی وارد می‌شوند که در آن اجزایی همچون تقسیم‌‌کننده‌های پرتو تداخل فوتون‌ها و تغییر حالت‌های آن‌ها را سبب می‌شود و در نتیجه این تک فوتون‌ها از درگاه‌های خروجی چندگانه خارج می‌شوند. دانشمندان در آزمایش‌ها از این دو کامپیوتر کوانتومی استفاده کردند تا محاسبه کنند یک وضعیت معین ورودی با چه احتمالی ممکن است به یک وضعیت خروجی خاص منجر شود.

Untitledمحققان می‌گویند از آنجا که این مدارها ده‌ها ورودی و خروجی دارند، چنین محاسبات احتمالی برای کامپیوترهای کلاسیک ناممکن است. اما به گفته آن‌ها، در هر دو کامپیوتر فوتونیک و ابررسانای کوانتومی، ماهیت کوانتومی این دستگاه‌ها به افزایش موازی تعداد محاسبات کمک می‌کند و چنین محاسبات احتمالی را امکان‌پذیر می‌کند. با وجود آنکه انتظار نمی‌رود این دستگاه‌ها به‌کلی جایگزین کامپیوترهای کلاسیک شوند، این کامپیوترها می‌توانند محاسبات به‌خصوصی را در مدت زمان‌های کوتاه، انجام دهند.

پان و تیم تحقیقاتی او نشان دادند که برای دستگاه آن‌ها که ۱۰۴۳ خروجی ممکن دارد، کامپیوتر کوانتومی فوتونیک آن‌ها می‌تواند خروجی را ۱۰۲۴ بار سریع‌تر از ابرکامپیوترهای کلاسیک نشان دهد یک بهینه‌سازی در نتایج در مقایسه با دستاورد ماه دسامبر این تیم تحقیقاتی که آن را ۱۰۱۴ بار سریع‌تر انجام می‌داد. دانشمندان همچنین می‌گویند که محاسبات نمونه آن‌ها با استفاده از کامپیوتر کوانتومی ابررسانا در رایانه‌های کلاسیک، حدود هزار مرتبه دشوارتر است.

دانشمندان در این مقاله نوشته‌اند: «برآورد ما این است که عمل نمونه‌گیری که زوچانژی آن را در حدود ۱.۲ ساعت به پایان رساند، با قدرتمندترین ابررایانه‌ها دست‌کم ۸ سال طول می‌کشد.» بری سندرز، مدیر موسسه علوم و فناوری کوانتومی دانشگاه کلگری کانادا که در این بررسی مشارکت نداشته است، در یک گزارش مرتبط می‌گوید که این دو کامپیوتر کوانتومی آزمایشی «از پس دشوارترین مسائل حال حاضر برمی آیند.»

“ژو زیابو”، یکی از نویسندگان مقاله، به خبرگزاری دولتی چین گفت: «این نشان می‌دهد که پژوهش ما به مرحله دوم خود وارد شده است تا آغازی باشد بر تحقق محاسبات کوانتومی خطاپذیر و کاربرد قریب الوقوع آن از جمله در یادگیری ماشینی کوانتومی و شیمی کوانتومی.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review Letters منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منابع: interestingengineering.com , independent.co.uk


ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

4 دیدگاه‌ها

  1. فقط خدا خودش رحم کنه به نسل ادم ،چینی ها در حال کپی کردن کل بدن و دی ان ای انسان ها هستند یه مشت کشور جهان سومی هم در گیر جنگو عقب ماندگی و جهالت کهدر بهترین حالتش کاردستی بچه هاشون قایق کاغذی و وصل کردن لامپ به باتری و روشن کردنش با یه کلیده