کامپیوتر کوانتومی نسل جدید ابر رایانه ها، گامی بزرگ در پیشرفت تکنولوژی جهانی

در تکاپوی رشد روز افزون تکنولوژی، شاهد متولد شدن نسل های جدیدی در ضمینه فناوری رایانه ای هستیم.
هر روز و حقیقتا بهتر است بگوییم هر ساعت، علم رو به جلو می خزد تا بشریت را هر چه زود تر به آینده دور دست خود برساند.
کامپیوتر کوانتومی جدید ترین نسل کامپیوتر ها است که با پشت سر گذاشتن دیگر فناوری های حال حاضر، توانسته تاکنون پرچم دار بهترین و جدید ترین تکنولوژی کامپیوتری باشد.

برای اینکه بهتر بتوانیم شگفتی کامپیوتر کوانتومی را درک کنیم، بهتر است مرور مختصری بر تاریخچه رایانه در ادوار مختلف داشته باشیم.

کامپیوتر ( محاسبه گر)

در پاسخ به سوال اساسی کامپیوتر چیست! باید گفت، کامپیوتر وسیله ای است که وظیفه اول و اصلی آن محاسبه کردن است.
از همان ابتدا از کامپیوتر برای محاسبه ی دقیق و بدور از خطا، با سرعت بالاتر استفاده می شد.

هدف از ساخت کامپیوتر ها این بود که با وارد کردن یک سری دستور العمل ها و قواعد برای پردازش انواع مختلفی از محاسبات، بتوان از آن برای انجام محاسبات با سرعتی بیشتر از سرعت انسان استفاده کنند.

استاد ریاضی چارلز ببیج، موتور تحلیلی ای را طراحی کرد که از آن پس تمام کامپیوتر ها را بر اساس آن طراحی و ساخته شدند.

اولین کامپیوتری که در قرن 19 میلادی توسط انسان ساخته شد ( همان طور که در تصویر پایین می بینید) بسیار بزرگ بود. سرعت پردازش آن هیچ سنخیتی با حجمش نداشت! همان قدر که یزرگ و جاگیر بود، به نسبت کند بود.

نسل اول از کامپیوتر ها تک وظیفه ای بودند. هیچ سیستم عاملی نداشتند و لامپ های خلاء جزء اصلی در ساخت آن بود.
این کامپیوتر که در ادامه نسل اول محاسبه گر ها آمد ( بازه زمانی 9 ساله، از سال 1937 میلادی تا 1946) سی تن وزن و 18 هزار لامپ خلاء! داشت.

نسل دوم: 1947 – 1962 – این نسل از کامپیوترها از ترانزیستور به جای لوله های خلا که قابل اطمینان تر بودند استفاده می کردند. در سال 1951 اولین رایانه برای استفاده تجاری به مردم معرفی شد.

در طی این نسل از رایانه ها بیش از 100 زبان برنامه نویسی رایانه توسعه یافته موجود است. رایانه ها دارای حافظه و سیستم عامل هستند. رسانه های ذخیره سازی مانند نوار و دیسک نیز مورد استفاده قرار گرفتند و … .

نسل سوم: 1963 – تاکنون – اختراع مدار مجتمع نسل سوم کامپیوترها را برای ما به ارمغان آورد. با این اختراع کامپیوترها کوچکتر، قدرتمندتر و قابل اعتمادتر می شوند و قادر به اجرای همزمان برنامه های مختلف هستند. در سال 1980 سیستم عامل دیسک مایکروسافت (MS-Dos) متولد شد و در سال 1981 IBM رایانه شخصی (PC) را برای استفاده در منزل و دفتر معرفی کرد. سه سال بعد اپل (Apple) رایانه Macintosh، و در دهه 90 مایکروسافت (Microsoft) سیستم عامل ویندوز (Windows) را طراحی و به بازار عرضه کرد.

کامپیوتر کوانتومی

کامپیوتر کوانتومی نسل جدیدی از کامپیوتر ها است که بر اساس تئوری کوانتوم ساخته شده است. منتهی تمرکز آن بر استفاده از قوانین کوانتوم در حوزه توسعه فناوری بر اساس رفتار انرژی و مواد در سطح اتمی و زیر اتمی است.

در فیزیک و شیمی به ذرات کوچکتر از اتم ذره زیراتمی گفته می‌شود

کامپیوتر های امروزی داده ها را در غالب 0 و 1 پردازش و ذخیره می کنند که این خود، نوعی محدودیت تلقی می شود.
اما کامپیوتر کوانتومی از کیوبیت ها استفاده می کنند.

اضافه کردن و درهم تنیدگی دو ویژگی بارز فیزیک کوانتوم است که این ابر رایانه ها بر اساس آن ها ساخته شده اند.
این قابلیت، رایانه های کوانتومی را قادر می سازد تا با سرعتی بسیار بالاتر از رایانه های معمولی و با مصرف انرژی بسیار کمتر، پردازش و محاسبه کنند.

تصویر بالا می تواند به خوبی گویای تفاوت های موجود در کامپیوتر های کوانتومی باشد. در این حالت می توان حالت های بسیار دیگری بین 1 و 0 داشت که در نوبه خود می تواند بسیار مفید باشد.

تفاوت کامپیوتر های کنونی با نسل جدید

کامپیوتر های اکنون، در محاسبات خوب عمل می کنند. محاسبات آن ها سریع انجام می شود و مزایای فوق العاده زیادی نسبت به نسل های گذشته خود دارند.

اما کامپیوتر های کوانتومی در مرتب سازی، بهینه سازی، پردازش و … بسیار سریع تر و قدرتمند تر عمل می کنند.

طبق گفته انستیتوی محاسبات کوانتومی در دانشگاه واترلو، رشته محاسبات کوانتومی از دهه 1980 شروع شد. سپس کشف شد که برخی از مشکلات محاسباتی را می توان با الگوریتم های کوانتوم کارآمدتر از نمونه های کلاسیک آن ها برطرف کرد.

از آن پس تا چند سال، کامپیوتر کوانتوم تنها در حد یک پروژه دانشگاهی و صرفا علمی-تحقیقاتی بود. تا اینکه توانستند پروژه نسل جدید کامپیوتر ها بر اساس نظریه کوانتوم را تا قسمت های جذاب و مهمی پیش ببرند.

بعد از آن غول های فناوری ( IBM و Intel) پا به میدان گذاشتند و خود را شریک این تحقیقات علمی کردند. از آن پس ایده کامپیوتر کوانتمی رنگ جدی تری به خود گرفت. تا جایی که اکنون شرکت های بسیار زیادی مشتاق فعالیت در این حوزه هستند.

مزایای کامپیوتر های کوانتومی

کامپیوتر کوانتومی مزایای فوق العاده برجسته ای دارد. کامپیوتر کوانتومی می تواند در:

• امور مالی
• امور نظامی
• ضمینه های وسیع اطلاعاتی
• پهوش مصنوعی
• جستجو کلان داده ها

و … بسیار برتر از نمونه های حال حاضر عمل کند. حقیقتا کامپیوتر کوانتومی پنجره ای است به سوی دنیای جدیدی از تکنولوژی

شرکت های توسعه دهنده

پیش بینی می شود با ورود کامپیوتر های کوانتومی به بازار، تغییر بزرگی ایجاد خواهد شد. به همین خاطر شرکت های بسیاری در حال حاضر مایل به فعالیت و توسعه آن هستند.

لیست زیر نمونه هایی از این شرکت های اغلب بزرگ و شناخته شده را نشان می دهد.

• Microsoft
• Google
• IBM
• Intel
• Alibaba
• Mitsubishi
• SK
• HP
• Raytheon
• Amgen

و…

کامپیوتر کوانتومی را تصور کنید که با سرعت فوق العاده زیاد خود می تواند چه انقلابی در دنیا ایجاد کند. حتی رایانه های اکنون که نسبت به نوع کوانتومی پایین محسوب می شوند، قادر به انجام فرایند و فعالیت های خیلی بزرگی در حوزه هایی مثل امور فضایی، دفاعی، اقتصادی، علمی- تحقیقاتی و… هستند.

آن طور که شرکت های فعال در این حوزه می گویند، کامپیوتر کوانتومی می تواند فعالیت هایی که کامپیوتر های حال حاضر برای انجام آن نیازمند گذشت سال ها هستند را تنها در چند ساعت ( مدت زمان به نسبت خیلی کمتری) به دقت و با کیفیت بیشتر انجام دهد.

تنها سرعت بالای این کامپیوتر برای دنیا کافی خواهد بود. تصورش را بکنید اگر قدرت سیستم هایی که از آن در امور فضایی استفاده می کنند تا این اندازه افزایش یابد، چه خواهد شد؟ قاعدتا بشر خواهد توانست مرز های بیشتری از کشف جهان هستی را بسیار زودتر از آنچه که باید شکسته، جابه جا کند.