محاسبات کوانتمی و کامپیوتر های کوانتومی
شناسه خبر: 113216 سرویس: تکنولوژی
محاسبات کوانتمی و کامپیوترهای کوانتومی موضوعات جذاب و پیشرفت های هستند که می توانند مورد توجه قرار بگیرند. در این زمینه، می توان از عناوین زیر استفاده کرد.
محاسبات کوانتمی و کامپیوترهای کوانتومی موضوعات جذاب و پیشرفت های هستند که می توانند مورد توجه قرار بگیرند. در این زمینه، می توان از عناوین زیر استفاده کرد.
مقدمه ای بر محاسبات کوانتومی: در این بخش می توانید تفاوت ها و شباهت های محاسبات کوانتومی و کلاسیک را بیان کرد و مفاهیم اساسی مانند کیوبیت، عملگرها، درهمتنیدگی و برهمنهی را توضیح داد. این عنوان به بیان تفاوت ها و شباهت های محاسبات کوانتومی و کلاسیک و مفاهیم اساسی مانند کیوبیت، عملگرها، درهمتنیدگی و برهمنهی می پردازد. محاسبات کوانتومی از خواص و پدیده های فیزیک کوانتومی برای انجام پردازش های سریعتر و کارآمدتر استفاده می کند. مثال: یک بیت کلاسیک می تواند یکی از دو حالت ۰ یا ۱ را داشته باشد، اما یک کیوبیت کوانتومی میتواند ترکیبی خطی از این دو حالت باشد که به آن برهمنهی می گویند. این امر باعث میشود که یک کیوبیت بتواند اطلاعات بیشتری را نسبت به یک بیت نگه دارد.
الگوریتم های کوانتومی: در این بخش می توان چند الگوریتم کوانتومی مهم و معروف را معرفی کرد و نشان داد که چگونه از خواص کوانتومی برای حل مسائل سخت و پیچیده استفاده می کنند. برخی از الگوریتم های کوانتومی که می توان در مورد آنها صحبت کرد عبارتند از: الگوریتم جستجوی گروور، الگوریتم تجزیه شور، الگوریتم هنجارسازی دوچ، الگوریتم توزیع کلید کوانتومی و الگوریتم مرتب سازی کوانتومی. این الگوریتم کوانتومی مهم و معروف از خواص کوانتومی برای حل مسائل سخت و پیچیده استفاده میکنند. الگوریتم های کوانتومی میتوانند در برخی موارد سرعت و کارایی بسیار بالاتری نسبت به الگوریتم های کلاسیک داشته باشند. مثال: الگوریتم جستجوی گروور یک الگوریتم کوانتومی است که می تواند با استفاده از اندازه گیریهای کوانتومی، یک عنصر مشخص را در یک مجموعه از
عنصر با احتمال بالا پیدا کند. n
کامپیوترهای کوانتومی: در این بخش می توان در مورد سخت افزار و نحوه عملکرد کامپیوترهای کوانتومی صحبت کرد و چالش ها و مشکلاتی که در ساخت و کارکرد آنها وجود دارد را بیان کرد. همچنین می توان در مورد پیشرفت ها و دستاوردهای اخیر در این زمینه اطلاع داد و نمونه هایی از کامپیوترهای کوانتومی موجود را نام برد. این عنوان به بررسی سخت افزار و نحوه عملکرد کامپیوترهای کوانتومی و چالش ها و مشکلاتی که در ساخت و کارکرد آنها وجود دارد می پردازد. همچنین به اشاره به پیشرفت ها و دستاوردهای اخیر در این زمینه و نمونه هایی از کامپیوترهای کوانتومی موجود می پردازد. کامپیوترهای کوانتومی دستگاه هایی هستند که می توانند الگوریتمهای کوانتومی را اجرا کنند. مثال: یکی از روشهای ساخت کامپیوترهای کوانتومی استفاده از ابررساناها است. ابررساناها موادی هستند که در دمای بسیار پایین، مقاومت الکتریکی صفر می شوند. با استفاده از ابررساناها می توان ترانزیستورهای کوانتومی یا قلاب های جوزفسون را ساخت که می توانند به عنوان کیوبیت ها عمل کنند. این روش دارای مزایا و معایبی است که در این دوره بیشتر توضیح داده شده است.
تاریخچه کامپیوترهای کوانتومی :
.داد سال ۱۹۸۰: ریچارد فاینمن، فیزیکدان مشهور، برای نخستین بار ایده ساخت کامپیوتر کوانتومی را در یک مقاله توضیح
• سال ۱۹۸۵: دیوید دویچ، فیزیکدان انگلیسی، مفهوم کامپیوتر کوانتومی عمومی را مطرح کرد و نشان داد که چگونه یک کامپیوتر کوانتومی می تواند هر الگوریتم کلاسیک را اجرا کند
سال ۱۹۹۴: پیتر شور، ریاضیدان آمریکایی، الگوریتم کوانتومی تجزیه شور را ارائه داد که می تواند یک عدد را به عوامل اول تجزیه کند. این الگوریتم می تواند امنیت رمزنگاری های مبتنی بر توان مدولار را به خطر بی اندازد
سال ۱۹۹۶: لوو گروور، فیزیکدان آمریکایی، الگوریتم کوانتومی جستجوی گروور را ارائه داد.
•سال ۲۰۰۰: آیبیام و مایکروسافت شروع به تحقیقات در زمینه محاسبات کوانتومی کردند
•سال ۲۰۰۷: دانشگاه دلفت هلند اولین ترانزیستور کوانتومی را ساخت
•سال ۲۰۱۱: دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا، اولین پردازنده کوانتومی با دو کیوبیت را ساخت
• سال ۲۰۱۶: گوگل و ناسا اعلام کردند که یک کامپیوتر کوانتومی با ۱۰۰۰ کیوبیت را تست کرده اند
• سال ۲۰۱۹: گوگل ادعا کرد که به افتخار کوانتومی رسیده است، یعنی یک کامپیوتر کوانتومی با ۵۳ کیوبیت را ساخته است که می تواند یک محاسبه را در ۲۰۰ ثانیه انجام دهد، در حالی که یک کامپیوتر کلاسیک نیاز به ۱۰ هزار سال دارد
سال ۲۰۲۰: آیبیام اعلام کرد که یک کامپیوتر کوانتومی با ۶۵ کیوبیت را ساخته است و قصد دارد تا سال ۲۰۲۳ به ۱۰۰۰ کیوبیت برسد.