حوزه‌های تخصصی فناوری‌های کوانتومی

محاسبات کوانتومی

محاسبات کوانتومی که از اثرات کوانتومی برای سرعت بخشیدن به محاسبات خاصی بهره می برد،می تواند برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی مورد استفاده قرارگیرد. موضوع محاسبات کوانتومی اولین بار با هدف شکستن کدهای رمزنگاری شده پایه‌گذاری شد،لذا هدف اولیه خدشه‌دار کردن امنیت داده‌ها بوده است.

کامپیوتر کوانتومی بر مبنای استفاده از بیش از صد کیوبیت کوانتومی (100 N> ) در یک فضای حالت محاسباتی با تعداد حالت‌های پایه کوانتومی تا حد N2 عمل می‌کند. موضوع محاسبات کوانتومی اولین بار با هدف شکستن کدهای رمزنگاری شده پایه‌گذاری شد، لذا هدف اولیه خدشه‌دار کردن امنیت داده‌ها بوده است.

یک کامپیوتر کوانتومی باید شرایط تعمیم یافته دیوین چنزو (Extended Divincenzo Criteria) را برآورده کند، یعنی باید وسیله‌ای باشد که بر روی مجموعه‌ای از کیوبیت‌های قابل گسترش با ویژگی‌های زیر عمل ‌کند:

  •  زمان همدوسی به حد کافی زیاد (Long coherence time) کیوبیت‌ها برای انجام عملیات محاسباتی (شامل پردازش و کنترل اطلاعات تا اندازه گیری)
  • قابلیت تنظیم کیوبیت‌ها روی یک حالت اولیه (Initialization)
  •  قابلیت عملکرد گیت‌های منطقی بر روی مجموعه‌ای از کیوبیت‌ها
  •  قابلیت اندازه‌گیری حالت نهایی کیوبیت‌ها
  • قابلیت افزایش تعداد کیوبیت‌ها (Scalability)
  •  قابلیت تبدیل کیوبیت‌های ایستا به کیوبیت‌های متحرک و بالعکس برای ایجاد ارتباطات
  •  قابلیت انتقال اطلاعات (کد شده بر روی کیوبیت‌ها) با ایمنی بالا

پردازشگرهای کوانتومی امروزه توسط تعدادی از سیستم‌های فیزیکی قابل پیاده‌سازی هستند. پردازشگرهای کوانتومی که برپایه چنین کیوبیت‌هایی تاکنون ساخته شده‌اند، قابلیت ارائه کردن بسیاری از الگوریتم‌ها و پروتکل های کوانتومی را دارند.

توسعه یک کامپیوتر کوانتومی بزرگ با ویژگی‌های کامل، با چالش مقیاس‌پذیری مواجه می‌شود که باید متضمن یکپارچه‌سازی تعداد زیادی از کیوبیت‌ها و تصحیح خطاهای کوانتومی باشد. تلاش‌های رو به فزون پایدار در آزمایشگاه‌های علمی و شرکت‌های بزرگ، به وضوح نشانگر این موضوع هستند که محاسبات کوانتومی در مقیاس‌های بزرگ بسیار چالش برانگیز، و در عین‌حال دستیابی به آن، هدفی بسیار ارزشمند است.


مقالات مرتبط 

فايل هاي مربوطه :