ساخت اولین کامپیوتر کوانتوم با قابلیت برنامه نویسی
اولین کامپیوتر کوانتوم
دانشمندان موفق شدند اولین کامپیوتر کوانتوم قابل برنامه نویسی را بسازند.
این فناوری می‌تواند بشر را به عصر کامپیوترهای کوانتوم پرتاب کند. کامپیوترهای کوانتوم قادرند به
دانشمندان کمک کنند تا شبیه‌سازی‌ها و محاسبات پیچیده را در زمان بسیار کمی انجام دهند.
تحقیقات پیشین نشان داده‌اند که کامپیوترهای کوانتوم قادرند در آن واحد بیشتر از تعداد ذرات هستی
محاسبه انجام دهند. این قدرت کامپیوترهای کوانتوم از بیتهای کوانتومی ناشی می‌شود.
در کامپیوترهای فعلی بیتها دارای دو حالت هستند: صفر و یک. یک بیت در یک لحظه یا صفر است یا یک.
اما بیت کوانتومی یا qbit قادر است در آن واحد هم صفر باشد و هم یک. علت این پدیده عجیب در ویژگی‌های
ذرات کوانتومی و مفهوم برهم‌نهی و اسپین نهفته است.
البته تا کنون بیشتر بحث در مورد کامپیوترهای کوانتومی در حد نظریه بوده است. تلاش‌های زیادی در زمینه
تولید یک کامپیوتر کوانتوم واقعی انجام شده (کامپیوترهای کوانتومی ساخته شده و مخالفان آنها) ولی نتیجه
رضایت بخشی به دست نیامده است. در صورتی که کامپیوترهای کوانتومی ساخته شوند، بسیاری از مسائل
مهندسی، هوش مصنوعی و رمزگذاری با سرعت و دقت بسیار بیشتری قابل حل خواهند بود.
یکی از مشکلات اساسی کامپیوترهای کوانتومی ساخته شده، تک کاربردی بودن آنهاست.
به این معنی که تنها یک کار می‌توانند انجام دهند. کامپیوتر کوانتومی در همان زمان ساخت
برای یک کار تنظیم می‌شود و دیگر نمی‌توان کاربرد آن را تغییر داد.
حال دانشمندان دانشگاه مریلند ادعا کرده‌اند که اولین کامپیوتر کوانتوم قابل برنامه نویسی را ساخته‌اند.
این کامپیوتر از ۵ بیت کوانتومی تشکیل شده است. هر بیت یک یون است که درون یک میدان مغناطیسی
گیر انداخته شده است.
الگوریتم
در این کامپیوتر با استفاده از لیزر وضعیت این یونها عوض می‌شود. با همین تغییرات می‌توان کارکردهای
کامپیوتر را تغییر داد و کاری کرد که بتواند الگوریتم‌های مختلف را اجرا کند. دانشمندان این کامپیوتر را با
سه الگوریتم آزمودند. پیشتر قدرت کامپیوترهای کوانتومی در اجرای این سه الگوریتم نشان داده شده است.
این سه الگوریتم عبارتند از :
۱- داچ – جوزسا (Deutsch-Jozsa)
۲- برنستین – وزیرانی (Bernstein-Vazirani)
۳- الگوریتم تبدیل فوریه کوانتومی
الگوریتم اول معمولاً برای تست کامپیوترهای کوانتوم به کار می‌رود.
الگوریتم دوم برای عیب یابی آنها و الگوریتم سوم یکی از اجزای لازم برای شکستن سیستم‌های رمزنگاری است.
دو الگوریتم اول به ترتیب در ۹۰ و ۹۵ درصد موارد با موفقیت اجرا شدند.
تبدیل فوریه کوانتومی هم در ۷۰ درصد موارد با موفقیت اجرا شد.
دانشمندان قصد دارند در آینده الگوریتم‌های بیشتری را بر روی این کامپیوتر اجرا کنند. هدف آنها ایجا بستری برای بررسی چالش‌های کامپیوترهای کوانتومی چند بیتی است.
نتایج این تحقیق در مقاله‌ای در ژورنال Nature به چاپ رسیده است.
