Talangor Blog

ایده ساخت کامپیوتر کوانتومی برای نخستین بار در دهه‌ی ۱۹۸۰ مطرح شد. اما این فرضیه، بیشتر شبیه اولین روش نوشتن نت‌های موسیقی بود، نت‌هایی که هیچ وسیله‌ای برای نواختن آن‌ها وجود نداشت و هیچ موسیقی هم برای آن‌ها نوشته نشده بود

جالب توجه‌ترین بخش مکانیک کوانتومی این است که به دلایلی ذرات مانند الکترون‌ها، به مانند امواج و امواج نور هم به مانند ذرات عمل می‌کنند. اساسی‌ترین آزمایشی که این واقعیت را نشان می‌دهد، آزمایش دوشکاف است:

اگر یک باریکه همدوس نور را به صفحه‌ای که دو شکاف باریک دارد، بتابانیم، ماهیت موجی نور باعث می‌شود که نورهایی که از دو شکاف می‌گذرند با هم تداخل کنند و یک الگوی تداخلی (نوارهای تاریک و روشن) بسازند؛ ولی اگر روی پرده نور را با آشکارساز بسنجیم، می‌بینیم که نور همیشه به شکل ذره (فوتون) جذب می‌شود.

اگر نور در مسیر خود از چشمه تا پرده تنها ویژگی ذره‌ای خود را نشان می‌داد، تعداد فوتون‌هایی که به هر نقطه از پرده می‌رسیدند، جمع تعداد فوتون‌هایی بودند که از شکاف سمت چپ و از شکاف سمت راست آمده‌اند. به زبان دیگر، شدت نور در هر جای پرده، حاصل جمع شدت وقتی است که شکاف سمت چپ را پوشانده باشیم و وقتی که شکاف سمت راست را پوشانده باشیم؛ ولی آزمایش نشان می‌دهد که اگر هر دو شکاف را باز بگذاریم، شدت نور در بعضی جاها بیشتر و در بعضی جاها کمتر از انتظار ما خواهد بود. این پدیده نمایانگر تداخل سازنده و ویرانگر امواج نور است و با ماهیت جمع‌شدنی ذرات نور قابل توضیح نیست.

این معادلات می‌تواند به نوعی ترسناک باشند

اما همه چیزی که نیاز است بدانید، این معادله خواص قطعی ذرات را نشان می‌دهد و نشان نمی‌دهد که چه حالتی به وجود می‌آید. می‌توانید از این معادله برای پیدا کردن احتمال برخی خواص ذرات استفاده کنید.به این دلیل که این محاسبات ریاضیاتی اعداد پیچیده‌ای دارند، تنها نمی‌تواند شامل توضیح احتمال خط یا شیر بودن سکه باشد، بلکه توصیفی از احتمال پیچیده‌ای است که می تواند شامل نحوه چرخش سکه هم باشد.

با همه‌ی این محاسبات عجیب، یک انطباق جالب هم داریم، سکه‌ای که در هوا می‌چرخد، همزمان می‌تواند شیر یا خط باشد. در این مورد تداخل وجود دارد، یعنی احتمالی که امواج برهم نهی (Superposition) داشته باشند و درهم تنیدگی (Entanglement)، همچون اینکه تعدادی سکه را همزمان بچرخانیم و به این جهت، احتمال نتایجی خاص تغییر می‌کند؛ چرا که هم اکنون با یک درهم تنیدگی مواجه‌ایم. این مواردی که از کامپیوتر کوانتومی برداشت می‌شوند، به وجود آمدن الگوریتم‌های جدیدی منتهی می‌شوند.

یک کامپیوتر کوانتومی چگونه کار می‌کند؟

مارتین لافورست، مدیر ارشد برنامه ریزی علمی موسسه محاسبات کوانتومی در دانشگاه واترلو در کانادا، می‌گوید:

"از برخی جهات، ما طی ۶۰ سال گذشته چنین کاری انجام داده‌ایم. قواعدی که برای محاسبه استفاده کرده‌ایم، تغییر نکرده‌اند، ما هنوز هم از بیت‌ها و بایت‌ها و عملیات منطقی بهره می‌بریم. کامپیوترهای کوانتومی قوانین پردازش را به کلی دگرگون می‌کنند."

کامپیوترهای سنتی محاسبات خود را با استفاده از بیت‌ها انجام می‌دهند که می‌تواند به عنوان بار الکتریکی در پردازنده‌ها و حتی فرورفتگی‌های کوچک درون سی‌دی‌ها ذخیره شوند. یک بیت فقط دو انتخاب دارد که ما آن را با یک و صفر نشان می‌دهیم. هر معادله‌ای با دو گزینه‌ی انتخابی، یک بیت است.

تمام محاسبات به وسیله‌ی تنظیمات و بیت‌های مرتبط انجام می‌شوند، عملیات‌هایی به مانند: «اگر این بیت صفر و این بیت یک است، بیت سوم، را به یک تبدیل کنید و در غیر این صورت، به صفر تبدیل کنید»

#گرایش_مخابرات #گرایش_الکترونیک
#کامپیوتر_کوانتومی
#بخش_دوم

🔶1⃣3⃣🔶

منبع: gizmodo
@kntueesa_mag

Techrato.com

www.group-telegram.com/id/talangor_blog.com/28

183 viewsJun 11, 2019 at 15:30

ایده ساخت کامپیوتر کوانتومی برای نخستین بار در دهه‌ی ۱۹۸۰ مطرح شد. اما این فرضیه، بیشتر شبیه اولین روش نوشتن نت‌های موسیقی بود، نت‌هایی که هیچ وسیله‌ای برای نواختن آن‌ها وجود نداشت و هیچ موسیقی هم برای آن‌ها نوشته نشده بود

جالب توجه‌ترین بخش مکانیک کوانتومی این است که به دلایلی ذرات مانند الکترون‌ها، به مانند امواج و امواج نور هم به مانند ذرات عمل می‌کنند. اساسی‌ترین آزمایشی که این واقعیت را نشان می‌دهد، آزمایش دوشکاف است:

اگر یک باریکه همدوس نور را به صفحه‌ای که دو شکاف باریک دارد، بتابانیم، ماهیت موجی نور باعث می‌شود که نورهایی که از دو شکاف می‌گذرند با هم تداخل کنند و یک الگوی تداخلی (نوارهای تاریک و روشن) بسازند؛ ولی اگر روی پرده نور را با آشکارساز بسنجیم، می‌بینیم که نور همیشه به شکل ذره (فوتون) جذب می‌شود.

اگر نور در مسیر خود از چشمه تا پرده تنها ویژگی ذره‌ای خود را نشان می‌داد، تعداد فوتون‌هایی که به هر نقطه از پرده می‌رسیدند، جمع تعداد فوتون‌هایی بودند که از شکاف سمت چپ و از شکاف سمت راست آمده‌اند. به زبان دیگر، شدت نور در هر جای پرده، حاصل جمع شدت وقتی است که شکاف سمت چپ را پوشانده باشیم و وقتی که شکاف سمت راست را پوشانده باشیم؛ ولی آزمایش نشان می‌دهد که اگر هر دو شکاف را باز بگذاریم، شدت نور در بعضی جاها بیشتر و در بعضی جاها کمتر از انتظار ما خواهد بود. این پدیده نمایانگر تداخل سازنده و ویرانگر امواج نور است و با ماهیت جمع‌شدنی ذرات نور قابل توضیح نیست.

این معادلات می‌تواند به نوعی ترسناک باشند

اما همه چیزی که نیاز است بدانید، این معادله خواص قطعی ذرات را نشان می‌دهد و نشان نمی‌دهد که چه حالتی به وجود می‌آید. می‌توانید از این معادله برای پیدا کردن احتمال برخی خواص ذرات استفاده کنید.به این دلیل که این محاسبات ریاضیاتی اعداد پیچیده‌ای دارند، تنها نمی‌تواند شامل توضیح احتمال خط یا شیر بودن سکه باشد، بلکه توصیفی از احتمال پیچیده‌ای است که می تواند شامل نحوه چرخش سکه هم باشد.

با همه‌ی این محاسبات عجیب، یک انطباق جالب هم داریم، سکه‌ای که در هوا می‌چرخد، همزمان می‌تواند شیر یا خط باشد. در این مورد تداخل وجود دارد، یعنی احتمالی که امواج برهم نهی (Superposition) داشته باشند و درهم تنیدگی (Entanglement)، همچون اینکه تعدادی سکه را همزمان بچرخانیم و به این جهت، احتمال نتایجی خاص تغییر می‌کند؛ چرا که هم اکنون با یک درهم تنیدگی مواجه‌ایم. این مواردی که از کامپیوتر کوانتومی برداشت می‌شوند، به وجود آمدن الگوریتم‌های جدیدی منتهی می‌شوند.

یک کامپیوتر کوانتومی چگونه کار می‌کند؟

مارتین لافورست، مدیر ارشد برنامه ریزی علمی موسسه محاسبات کوانتومی در دانشگاه واترلو در کانادا، می‌گوید:

"از برخی جهات، ما طی ۶۰ سال گذشته چنین کاری انجام داده‌ایم. قواعدی که برای محاسبه استفاده کرده‌ایم، تغییر نکرده‌اند، ما هنوز هم از بیت‌ها و بایت‌ها و عملیات منطقی بهره می‌بریم. کامپیوترهای کوانتومی قوانین پردازش را به کلی دگرگون می‌کنند."

کامپیوترهای سنتی محاسبات خود را با استفاده از بیت‌ها انجام می‌دهند که می‌تواند به عنوان بار الکتریکی در پردازنده‌ها و حتی فرورفتگی‌های کوچک درون سی‌دی‌ها ذخیره شوند. یک بیت فقط دو انتخاب دارد که ما آن را با یک و صفر نشان می‌دهیم. هر معادله‌ای با دو گزینه‌ی انتخابی، یک بیت است.

تمام محاسبات به وسیله‌ی تنظیمات و بیت‌های مرتبط انجام می‌شوند، عملیات‌هایی به مانند: «اگر این بیت صفر و این بیت یک است، بیت سوم، را به یک تبدیل کنید و در غیر این صورت، به صفر تبدیل کنید»

#گرایش_مخابرات #گرایش_الکترونیک
#کامپیوتر_کوانتومی
#بخش_دوم

🔶1⃣3⃣🔶

منبع: gizmodo
@kntueesa_mag

Techrato.com

BY Talangor Blog