ایجاد تحولی عظیم در دنیای محاسبات از طریق رایانه‌های کوانتومی
1402/2/1614:11
«میچیو کاکو» فیزیکدان معروف ژاپنی پیش‌بینی کرده است که در آینده به واسطه ورود رایانه‌های کوانتومی، تحول عظیمی در دنیای محاسبات رخ خواهد داد.
به گزارش اداره کل دیپلماسی‌عمومی و اطلاع‌رسانی؛ «میچیو کاکو» فیزیکدان معروف ژاپنی پیش‌بینی کرده است در آستانه پشت سر گذاشتن عصر دیجیتال برای یک دوره کوانتومی هستیم که تغییرات علمی و اجتماعی غیرقابل تصوری را به همراه خواهد داشت.
به اعتقاد این آینده‌نگر عرصه علم، این فناوری قادر به درمان بیماری سرطان و حل بحران‌های آب و هوایی خواهد بود.
در مصاحبه‌ای که به تازگی توسط روزنامه گاردین، با فیزیکدان معروف ژاپنی، «میچیو کاکو» انجام شده است، در آینده به واسطه ورود رایانه‌های کوانتومی، تحول عظیمی در دنیای محاسبات رخ خواهد داد. این دانشمند ۷۶ ساله که به عنوان استاد فیزیک نظری در دانشگاه شهر نیویورک تدریس می‌کند، به عنوان یک «آینده نگر در عرصه علم» معرفی شده است.
کتاب جدید او تحت عنوان «برتری کوانتومی» تمام وعده‌های محاسبات کوانتومی را ترسیم می‌کند.
این آینده‌نگر عرصه علم معتقد است که ما در آستانه پشت سر گذاشتن عصر دیجیتال برای یک دوره کوانتومی هستیم که تغییرات علمی و اجتماعی غیرقابل تصوری را به همراه خواهد داشت. در آینده، رایانه‌ها دیگر از ترانزیستور‌ها استفاده نخواهند کرد بلکه از ذرات زیراتمی برای انجام محاسبات استفاده می‌کنند و قدرت پردازش باورنکردنی را نشان می‌دهند. همچنین با توجه به اینکه سرعت محاسبات رایانه‌های کوانتومی تریلیون‌ها برابر سریع‌تر از رایانه‌های فعلی است، در صورتی‌که از آن‌ها برای توسعه هوش مصنوعی استفاده شود، وضعیت بسیار متفاوت از وضعیت فعلی خواهد بود.
میچیو کاکو می‌گوید: «موتور موشکی محاسبات کوانتومی باعث خواهد شد تا تحقیقات در عرصه شیمی، زیست‌شناسی و فیزیک کاملا متحول شود. همچنین در زمینه موارد دیگر نیز ما را قوی‌تر خواهد ساخت؛ از جمله آنکه ما را قادر می‌سازد تا دی‌اکسیدکربن را از جو خارج کرده، آن را با مواد زائد جمع‌آوری و دوباره استفاده کنیم؛ یا به اصطلاح با بازیافت کربن آن را به سوخت تبدیل کنیم. این موضوع به ما کمک می‌کند نیتروژن را از هوا بدون دما و فشار بالا استخراج کنیم. همچنین این امکان را به ما می‌دهد تا باتری‌های بسیار کارآمد بسازیم و به انرژی‌های تجدیدپذیر کمک کنیم. محاسبات کوانتومی چالش‌های طراحی و مهندسی را حل خواهد کرد؛ چالش‌هایی که در حال حاضر ما را از تولید انرژی ارزان و فراوان از طریق همجوشی هسته‌ای باز می‌دارد. چنین تکنولوژی منجر به درمان‌های بنیادی موثر برای سرطان، آلزایمر، پارکینسون و بسیاری از موارد دیگر خواهد شد.»
به اعتقاد این دانشمند ژاپنی، رایانه‌های کوانتومی باید بتوانند اسرار جهان را کشف کنند، زیرا زبان طبیعت اصالتا کوانتومی است. اگر بخواهیم دقیقا بدانیم که فتوسنتز چگونه کار می‌کند، یا چگونه یک پروتئین با پروتئین دیگر در بدن انسان تعامل دارد، می‌توانیم از «آزمایشگاه مجازی» یک رایانه کوانتومی برای مدل‌سازی دقیق آن استفاده کنیم. در آن صورت طراحی دارو‌هایی برای ایجاد اختلال در فرآیند‌های بیولوژیکی مانند تکثیر سلول‌های سرطانی یا اختلال رخ داده در پروتئین‌ها در بیماری آلزایمر می‌تواند بسیار آسان‌تر شود.
همه این موارد به دلیل سرعت بالای محاسبات در رایانه‌های کوانتومی میسر خواهد بود. این رایانه‌ها با استفاده از کیوبیت‌ها (معادل کوانتومی بیت‌ها) این کار را انجام می‌دهند. در حالی که بیت‌ها به عنوان بار‌های الکتریکی در ترانزیستور‌های حک شده بر روی تراشه‌های سیلیکونی ذخیره می‌شوند. کیوبیت‌ها دارای ویژگی‌های ذرات مانند تکانه زاویه‌ای یک الکترون هستند.
قدرت برتر کیوبیت‌ها به این دلیل به وجود می‌آید که قوانین فیزیک کلاسیک در دنیای عجیب زیراتمی اعمال نمی‌شود و به آن‌ها اجازه می‌دهد هر مقداری بین صفر و یک بگیرند و فرآیندی مرموز به نام درهم تنیدگی کوانتومی را امکان پذیر می‌سازد؛ فرآیندی که انیشتین آن را «کنش شبح وار از راه دور» نامیده بود.
در این میان لازم به ذکر است از آنجایی که رایانه‌های کوانتومی به ذرات ریز متکی هستند، به شدت نسبت به هر نوع اختلالی حساس هستند بنابراین بیشتر این رایانه‌ها فقط می‌توانند در دمای نزدیک به صفر مطلق کار کنند و این موارد ساخت آن‌ها را بسیار دشوار کرده است.
منبع خبر:
www.theguardian.com