چگونه رایانش کوانتومی می‌تواند آینده را تغییر دهد؟

منتشر‌شده در: businessinsider به تاریخ ۳ مارچ ۲۰۲۱
لینک منبع: Here's how quantum computing could transform the future

• کامپیوترهای کوانتومی قادر به پردازش اطلاعات، میلیون‌ها بار سریع‌تر از کامپیوترهای کلاسیک هستند.
• پیش‌بینی می‌شود بازار محاسبات کوانتومی تا سال ۲۰۳۰ به ۶۴.۹۸ میلیارد دلار برسد.
• شرکت‌هایی مانند مایکروسافت، گوگل و اینتل در حال رقابت برای ساخت ابزارهای رایانش کوانتومی هستند.
• این مقاله بخشی از یک سری از تکنولوژی‌های ابری به نام «سرعت ابری» است.

امروزه، گوشی‌های ما میلیون‌ها برابر قوی‌تر از کامپیوترهایی هستند که آپولو ۱۱ را بر روی ماه فرود آورده‌اند. در حال حاضر تکنولوژیست‌ها در حال بررسی قدرت کامپیوترهای کوانتومی هستند که ۱۰۰ میلیون برابر سریع‌تر از هر کامپیوتر کلاسیک است که، در تئوری، قادر به حل مشکلات محاسباتی که امروزه غیرممکن به نظر می‌رسند، خواهند بود. درخواست کامپیوترهای کوانتومی وعده کمک به پاسخ سریع به سوالات بسیار دشوار است که حل آن‌ها دهه‌ها طول می‌کشد.

پیتر چپمن، مدیر عامل IonQ استارتاپ کوانتومی، به Insider گفت: « تفاوت بین کامپیوترهای کوانتومی و کامپیوترهای کلاسیک حتی از تفاوت بین کامپیوترهای کلاسیک و قلم و کاغذ هم بیشتر است.» «از آنجا که کامپیوترهای کوانتومی اطلاعات را به طور متفاوت پردازش می‌کنند، انتظار می‌رود که قادر به رسیدگی به بزرگ‌ترین چالش‌های انسانی باشند.»

شرکت‌ها و محققان در حال مسابقه برای غلبه بر فرصت عظیم هستند، اما یک کامپیوتر کوانتومی دقیقا چیست؟ کامپیوترهای معمولی از بیت‌ها برای ذخیره اطلاعاتی استفاده می‌کنند که تنها دو حالت دارند: صفر یا یک. با این حال، کامپیوترهای کوانتومی به ذرات زیراتمی اجازه می‌دهند که به طور همزمان در بیش از یک حالت وجود داشته باشند به طوری که می‌توانند به صورت صفر، یک یا هر دو به طور همزمان وجود داشته باشند.

بنابراین بیت‌های کوانتومی، به نام «کیوبیت»، می‌توانند مقدار بسیار بیشتری از اطلاعات را بسیار سریع‌تر از یک کامپیوتر معمولی اداره کنند. کامپیوترهای کوانتومی قرار نیست جایگزین کامپیوترهای معمولی شوند. در عمل، آن‌ها ابزارهای جداگانه‌ای خواهند بود که برای حل مسائل پیچیده و سنگین داده به کار می‌روند، به ویژه آن‌هایی که از یادگیری ماشینی استفاده می‌کنند، که در آن سیستم می‌تواند پیش‌بینی کند و در طول زمان بهبود یابد.

شرکت‌های بزرگ در حال سرمایه‌گذاری در تکنولوژی کوانتوم هستند.

محاسبات کوانتومی از یک آزمایش تحقیقاتی به ابزاری در آستانه تبدیل صنایع مختلف، از جمله پزشکی-که در آن کامپیوترهای کوانتومی به توالی‌یابی سریع DNA و حمل و نقل دست یافته‌اند - پیشرفت کرده‌است که در آن، آن‌ها حجم ترافیک آینده را دقیقا پیش‌بینی کرده‌اند.

کارشناسان انتظار دارند که محاسبات کوانتومی به ما در درک زیست‌شناسی و تکامل، درمان سرطان و حتی برداشتن گام‌هایی برای معکوس کردن تغییرات آب و هوایی کمک کند. پیش‌بینی می‌شود بازار محاسبات کوانتومی تا سال ۲۰۳۰ از تنها ۵۰۷.۱ میلیون دلار در سال ۲۰۱۹ به ۶۴.۹۸ میلیارد دلار برسد.

تعداد انگشت‌شماری از شرکت‌های فن‌آوری بزرگ به شدت در فضا سرمایه‌گذاری کرده‌اند. ابر آزور مایکروسافت ابزارهای کوانتومی را همانند پلتفرم‌های ابری مربوطه گوگل و آمازونی‌ها منتشر کرده‌ است. علاوه بر این، AT&T با موسسه فن‌آوری کالیفرنیا برای تشکیل اتحاد برای تکنولوژی‌های کوانتومی (AQT) با هدف ایجاد «صنعت، دولت و دانشگاه به منظور سرعت بخشیدن به توسعه فن‌آوری کوانتومی و کاربردهای عملی در حال ظهور» هم‌کاری می‌کند. در همین حال، شرکت‌های نوبنیان متمرکز بر کوانتوم D-wave و IonQ به ترتیب برابر با ۱۹۹.۶۹ میلیون و ۸۴ میلیون دلار برای هر PitchBook بوده‌اند.

یکی از اهداف اصلی که شرکت‌ها در حال حاضر برای آن تلاش می‌کنند برتری کوانتومی نامیده می‌شود، زمانی که یک کامپیوتر کوانتومی محاسباتی را انجام می‌دهد که هیچ کامپیوتر کلاسیک نمی‌تواند در زمان معقول انجام دهد. در اکتبر ۲۰۱۹، گوگل ادعا کرد که به برتری کوانتومی رسیده ‌است، اگرچه این ادعا مورد مناقشه بود.

برخی از کارشناسان، مانند مدیر سخت‌افزار کوانتومی اینتل، جیم کلارک، فکر می‌کنند که برتری کوانتومی حتی غیر از این نکته است، او به IEEE گفت: هدف واقعی باید «عملی بودن کوانتوم» باشد، اشاره به این نکته که کامپیوترهای کوانتومی در واقع می‌توانند کاری تغییر‌دهنده و منحصر به فرد انجام دهند.

بله، کامپیوترهای کوانتومی شروع به تکمیل وظایف اصلی کرده‌اند، اما محققان هنوز به آرامی به سمت آستانه کامپیوترهای کوانتومی حرکت می‌کنند که قادر به انجام هر گونه تغییر بازی هستند. کارشناسان می‌گویند که کارهای زیادی در پیش رو داریم.

تحلیلگر گروه فعلی در گارتنر چین دکیت به Insider گفت: «رایانش کوانتومی به راحتی پنج تا ۱۰ سال طول می‌کشد تا بتواند واقعا هر گونه ارزش معناداری را ارائه دهد.» این مساله تا حدی به این دلیل است که هنوز مسائل زیادی در رابطه با فیزیک محاسبات کوانتومی وجود دارد، مانند پایدارسازی کیوبیت‌ها در یک سیستم.

با این حال، برایان هاپکینز، تحلیلگر اصلی فارس‌تر، به Insider گفت که چون یک منحنی نمایی از قابلیت‌ها زمانی که کوانتوم شروع به کار می‌کند وجود خواهد داشت، زمان سرمایه‌گذاری، همین حالا است. هاپکینز گفت: «به همین دلیل است که شرکت‌های هوشمند امروز سرمایه‌گذاری می‌کنند.» «آن‌ها می‌دانند که چه زمانی ما قادر به انجام کاری مفید خواهیم بود، چگونه بر صنعت آن‌ها تاثیر خواهد گذاشت، و چه زمانی ممکن است به آن نقطه منحنی برسیم که در آن همه چیز واقعا به اوج خود می‌رسد.»

این متن با استفاده از ربات ترجمه مقالات کوانتوم 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.