محاسبات کوانتومی: تاریخچه منشأ و پس از آن

منتشرشده در analyticsinsight.net به تاریخ ۱۸ می ۲۰۲۱
لینک منبع Quantum Computing: The Chronicle of its Origin and Beyond

جرقه مربوط به محاسبات کوانتومی از یک بحث سه‌روزه در مرکز کنفرانس MIT خارج از بوستون در سال ۱۹۸۱ آغاز شده‌است. این جلسه، «فیزیک محاسبه»، با هم‌کاری شرکت IBM و آزمایشگاه علوم کامپیوتر MIT پشتیبانی مالی شد. این بحث با هدف تدوین فرآیندهای جدید برای روش‌های کارآمد محاسبه و آوردن حوزه مطالعه به جریان اصلی انجام شد. محاسبات کوانتومی تا آن زمان یک حوزه علمی مورد بحث عمومی نبود. این کنفرانس تاریخی با ریاست بسیاری از مغزهای با استعداد از جمله ریچارد فاینمن، پل بنیوف، ادوارد فردی کین، لئونید لوین، فریمن دیسون، و آرتور بورکس، که دانشمندان و فیزیکدانان کامپیوتر بودند، انجام شد.

ریچارد فاینمن فیزیکدان نظری مشهوری بود که در سال ۱۹۶۵ همراه با دو فیزیکدان دیگر برای کمک به توسعه الکترودینامیک کوانتومی جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد. کنفرانس یک لحظه اولیه در توسعه محاسبات کوانتومی بود و ریچارد فاینمن اعلام کرد که برای شبیه‌سازی محاسبات کوانتومی، نیاز به کامپیوترهای کوانتومی وجود دارد. او در سال ۱۹۸۲ مقاله‌ای را با عنوان «شبیه‌سازی فیزیک با کامپیوتر» منتشر کرد. این حوزه مطالعاتی خیلی زود مورد توجه دانشمندان کامپیوتر و فیزیک‌دانان قرار گرفت. از این رو، کار بر روی محاسبات کوانتومی آغاز شد.

پیش از این، در سال ۱۹۸۰، پل بنیوف اولین مدل مکانیک کوانتومی یک کامپیوتر را در یکی از مقالات خود توصیف کرده بود، که قبلا به عنوان پایه و اساس این مطالعه عمل کرده بود. بعد از اظهارات فاینمن در کنفرانس، پل بنیوف به توسعه مدل ماشین تورینگ مکانیک کوانتومی پرداخت.

با این حال، تقریبا یک دهه بعد، الگوریتم Shor توسط Peter Shor توسعه یافت، که به عنوان نقطه عطفی در تاریخ محاسبات کوانتومی در نظر گرفته می‌شود. این الگوریتم به کامپیوترهای کوانتومی این امکان را می‌دهد که اعداد صحیح بزرگ را با سرعت بالاتری فاکتور کنند و همچنین می‌توانند سیستم‌های رمزی متعددی را بشکنند. این کشف توجه زیادی را در مطالعه محاسبات کوانتومی به خود جلب کرد، چرا که جایگزین سال‌های سپری شده توسط الگوریتم‌های محاسبات کلاسیک و سنتی شد تا فاکتورینگ را فقط چند ساعت انجام دهد. بعدها، در سال ۱۹۹۶، Lov Grover الگوریتم جستجوی پایگاه‌داده کوانتومی را اختراع کرد، که یک افزایش سرعت درجه دو نشان داد که می‌توانست هر مشکلی که باید توسط جستجوی تصادفی brute-force حل می‌شد را حل کند و همچنین می‌تواند بر یک پایه گسترده‌تر از مشکلات اعمال شود.

سال ۱۹۹۸ شاهد اولین نمایش آزمایشی یک الگوریتم کوانتومی بود که بر روی یک کامپیوتر کوانتومی ۲ کیوبیت NMR کار می‌کرد. بعدا در همان سال، یک کامپیوتر ۳ کیوبیت NMR ساخته شد و الگوریتم گراور برای اولین بار در یک کامپیوتر کوانتومی NMR اجرا شد. چندین پیشرفت تجربی بین سال‌های ۱۹۹۹ و ۲۰۰۹ صورت‌گرفته است.

در سال ۲۰۰۹، اولین کامپیوتر کوانتومی قابل‌برنامه‌ریزی جهانی توسط تیمی در موسسه ملی استانداردها و فن‌آوری Colorado رونمایی شد. کامپیوتر قادر به پردازش ۲ بیت کوانتومی بود.

ممکن است مطالعه مقاله تکنولوژی تراشه جدید IBM، گام بزرگ بعدی در قانون مور را نشان می‌دهد. برای شما جذاب باشد.

بعد از تقریبا یک دهه، IBMاولین سیستم محاسبات کوانتومی یکپارچه قابل‌استفاده تجاری را رونمایی کرد، و بعد از یک سال، IBM ۴ سیستم محاسبات کوانتومی دیگر را به همراه یک کامپیوتر کوانتومی به تازگی توسعه‌یافته ۵۳ کیوبیت اضافه کرد. گوگل همچنین کمک بزرگی به این زمینه در اواخر سال ۲۰۱۹ کرد، زمانی که مقاله‌ای توسط تیم تحقیقاتی گوگل منتشر شد که ادعا می‌کرد به برتری کوانتومی رسیده‌است. پردازنده ۵۴ کیوبیت سیکامور، ساخته‌شده از کیوبیت کوچک و مواد ابررسانا ادعا می‌شود که محاسبات را تنها در ۲۰۰ ثانیه نمونه‌برداری کرده‌است. سال گذشته، IonQ کامپیوترهای کوانتومی یونی به‌دام‌افتاده خود را راه‌اندازی کرد و آن‌ها را از طریق ابر به صورت تجاری در دسترس قرار داد. امروزه چندین آزمایش و تحقیق در حال انجام است. هر روز به یک گام جدید برای فن‌آوری محاسبات کوانتومی از زمان اعلام آن در دهه ۸۰ تبدیل می‌شود.

با توجه به گزارش شرکتFast،IBM قصد دارد در سال جاری یک عقاب کوانتوم ۱۲۷ کیوبیت IBM را تکمیل کند و انتظار دارد تا یک ماشین محاسباتی ۱۰۰۰ کیوبیت به نام Condor کوانتومی IBM را تا سال ۲۰۲۳ توسعه دهد. (آی بی ام) از زمان میزبانی کنفرانس در سال ۱۹۸۱، در مسیر توسعه بهترین راه‌حل‌های محاسبات کوانتومی پیش می‌رود. چارلی بنت، فیزیکدان مشهوری که عضوی از کنفرانس به عنوان گروه تحقیقاتی IBM بود، سهم بزرگی در این نوآوری‌های ارائه‌شده توسط شرکت داشت.

عصر در حال ظهور محاسبات کوانتومی، پیشرفت‌های بسیاری را به همراه خواهد داشت. انقلاب محاسبات کوانتومی بازدهی پردازش را افزایش خواهد داد و مشکلات کوانتومی ذاتی را حل خواهد کرد. کامپیوتر کوانتومی با بیت‌های کوانتومی یا کیوبیت‌هایی کار می‌کند که می‌توانند در ‘تقابل حالاتی قرار بگیرند که محاسبات عظیم را با سرعتی بسیار سریع‌تر انجام می‌دهند.

محاسبات کوانتومی تاثیر بیشتری بر تقریبا تمام صنایع و عملیات کسب‌وکار خواهد داشت. قابلیت مدل‌سازی مولکولی، رمزنگاری، پیش‌بینی آب و هوا، کشف دارو و غیره را دارد. همچنین گفته می‌شود که محاسبات کوانتومی، جزء مهمی از هوش مصنوعی است، که در حال قوت‌بخشب به بسیاری از کسب و کارها و عملکردهای زندگی واقعی است. ممکن است به زودی به حالت برتری کوانتومی برسیم و لازم است تا آن زمان کسب و کارها به حالت آمادگی کوانتومی برسند.

این متن با استفاده از ربات مترجم مقاله تکنولوژی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.