اصول گزیده ای از کامپیوترهای کوانتومی (PDF)

پیش نمایش PDF :     رویای محاسبات ماشینی یا ماشینی که بتواند مسائل را در اشکال گوناگون حل کند کمتر از دو قرن 

است که زندگی بشر را به طور جدی در برگرفته است. اگر از ابزارهایی نظیر چرتکه و برخی 

تلاشهای پراکنده دیگر دراین زمینه بگذریم، شاید بهترین شروع را بتوان به تلاشهای (چارلز بابیج) 

و(بلز پاسکال) با ماشین محاسبه مکانیکی شان نسبت داد.

---

حجم فایل : 291 (KB)
قیمت : 2000 (تومان)

مقاله تاریخچه کامپیوتر کوانتومی

ایده¬ی ¬¬دستگاه محاسباتی براساس مکانیک کوانتوم ابتدا در دهه 1970 و اوایل 1980توسط برخی از فیزیکدانان و دانشمندان رشته کامپیوتر، زمانی که محدودیت های اصلی محاسباتی را بررسی می¬کردند مورد توجه قرارگرفت.

    آنها متوجه شدند که اگر فناوری میکرو چیپ¬ها یا تراشه¬ها، برحسب پیش بینی قانون مور، همچنان پیشرفت کند، به تدریج کاهش اندازه مدارهایی¬که درچیپ¬های سیلیکونی می¬توان جاسازی کرد، به جایی می¬رسد که عناصر منفرد از یک اتم بزرگتر نخواهند شد. یعنی اندازه مدارهای تراشه¬های سیلیکونی تا حد چند اتم¬کاهش می¬یابد. 

    در اینجا مشکلی که بوجود می¬آید این است که، درمقیاس اتمی، قوانین فیزیکی که خواص و رفتارهای مدارها را کنترل می¬کنند، در اصل میکانیک کوانتوم است نه کلاسیک سابق. لذا این سوال به وجود می¬آمدکه آیا می¬توان گونه¬ی جدیدی ازکامپیوترها را ابداع نمود که منطبق بر اصول علم کوانتوم فیزیک باشد[1]؟

    در اوایل دهه¬ی 80 یوری مانین و ریچارد فاینمن اولین کسانی بودند که تلاش می¬کردند پاسخ این این سوال با تولید یک مدل انتزاعی که نشان می¬داد چگونه یک سیستم کوانتومی می¬تواند محاسبه را انجام دهد، بیابند. بعدها در سال 1985دیوید دویتش دریافت که اظهارات فاینمن، می¬تواند تدریجاً به ساخت کامپیوترکوانتومی منجر شود و مقاله¬ای را منتشرکرد مبنی بر اینکه اصولاً هر فرآیند فیزیکی را می¬توان به خوبی با کامپیوترهای کوانتومی مدل سازی کرد[4].

    درسال1994، دانشمندی به نام پیترشٌر، مقاله¬ای منتشرنمودکه حاوی روشی برای استفاده ازکامپیوترکوانتومی درحل مشکل پیچیده¬ای در نظریه اعداد،به نام فاکتورگیری بود. وی نشان داد که چگونه یک مجموعه از عملیات ریاضی¬که منحصراً برای کامپیوترهای¬کوانتومی طراحی شده¬اند،می¬توانند چنین¬ دستگاهی را به انجام فاکتورگیری از اعداد بیشماری با سرعت بالاتر ازکامپیوترهای کلاسیک قادرسازد. با این اختراع، محاسبات کوانتومی از یک کنجکاوی به یک توجه جهانی تبدیل شد.

    درسال1995مؤسسه ملی¬ استاندارد و فناوری و مؤسسه فناوری¬کالیفرنیا به طورمشترک به بررسی مشکل محافظت از یک سیستم کوانتومی از اثرات زیست محیطی پرداختند و همچنین آزمایش¬هایی¬درمیدان¬های مغناطیس انجام دادند که به ذرات (یون ها) امکان قرارگرفتن دریک حالت کوانتومی قرارگیرند.

    درسال2001، اولین محاسبه¬ی¬کوانتومی بوسیله¬ی دانشمندان صورت گرفت. آن¬ها توانستند میلیاردها میلیارد سلول¬کامپیوتری خاصی که در محیط آزمایشگاهی طراحی شده اند، به کامپیوترهای 7 کیوبیتی تبدیل کنند، که گونه ساده¬ای از مشکلات ریاضی را حل می¬کند و اساس رمز نگاری دستگاه¬های امنیت امروزی است. این نتایج باعث درک این مطلب شدکه¬ کامپیوترهای کوانتومی قادر به حل مشکلات پیچیده¬ای هستند که حتی ابر کامپیوترهای قدرتمند با صرف میلیون¬ها پردازش هم نمی¬توانند آن ها را حل کنند. [7].