شکست کوانتومی از سنتی - وبلاگ آموزشی و فنی

به گزارش وبلاگ آموزشی و فنی، پژوهشگران دانشگاه نیویورک(NYU) کشف نموده اند که رایانه های کلاسیک در بعضی شرایط می توانند با رایانه های کوانتومی همگام شوند یا حتی از آنها پیشی بگیرند.

به گزارش وبلاگ آموزشی و فنی ، آنها دریافتند که رایانه های کلاسیک با اتخاذ یک روش الگوریتمی ابتکاری تازه می توانند سرعت و دقت مورد احتیاج را افزایش دهند که در نهایت می تواند به این معنی باشد که اگر رایانه های کوانتومی از کار بیفتند، هنوز در آینده جا دارند.

به نقل از ایسنا، بسیاری از کارشناسان بر این باورند که محاسبات کوانتومی نشان دهنده یک تغییر پارادایم از محاسبات کلاسیک است. این در درجه اول به این علت است که همان طور که می دانید رایانه های کلاسیک اطلاعات را با استفاده از بیت های دیجیتال(0 و 1) پردازش می نمایند، در حالی که رایانه های کوانتومی از بیت های کوانتومی(کیوبیت) برای ذخیره اطلاعات در مقادیر بین 0 و 1 استفاده می نمایند.

این توانایی، رایانه های کوانتومی را قادر می سازد تا اطلاعات را در کیوبیت پردازش و ذخیره نمایند و به الگوریتم های کوانتومی اجازه می دهد تا از همتایان کلاسیک خود بهتر عمل نمایند. علاوه بر این، رایانه های کوانتومی اطلاعات را در مقادیر بین 0 تا 1 ذخیره می نمایند که تقلید کامل از رایانه های کوانتومی را برای رایانه های کلاسیک سخت می نماید.

با این حال، همانطور که معین است، رایانه های کوانتومی ظریف و مستعد از دست دادن اطلاعات هستند. علاوه بر این، حتی اگر اطلاعات حفظ گردد، تبدیل آن به اطلاعات کلاسیک لازم برای محاسبات عملی آسان نیست.

امید به زنده ماندن رایانه های سنتی

رایانه های کلاسیک یا سنتی مانند رایانه های کوانتومی از مسائل از دست دادن اطلاعات و تبدیل و ارسال اطلاعات رنج نمی برند. علاوه بر این، همانطور که در مقاله تحقیقاتی اخیر منتشر شده در مجله PRX Quantum شرح داده شده است، می توان برای استفاده از این چالش ها و شبیه سازی یک رایانه کوانتومی با منابع بسیار کمتر از آنچه قبلاً تصور می شد، الگوریتم های کلاسیک طراحی کرد.

نتایج این مطالعه تازه نشان می دهد که محاسبات کلاسیک می تواند محاسبات سریع تر و دقیق تری را نسبت به رایانه های کوانتومی پیشرفته انجام دهد.

این پیشرفت با الگوریتمی به دست آمده است که تنها بخشی از اطلاعات ذخیره شده را در حالت کوانتومی نگه می دارد که به اندازه کافی برای محاسبه دقیق نتیجه کارآمد است.

دریس سلز، استادیار دپارتمان فیزیک دانشگاه نیویورک و یکی از نویسندگان این مقاله شرح می دهد: این کار نشان می دهد که راه های بالقوه زیادی برای بهبود محاسبات وجود دارد که شامل رویکردهای کلاسیک و کوانتومی می گردد.

وی افزود: علاوه بر این، کار ما نشان می دهد که دستیابی به مزیت کوانتومی با یک رایانه کوانتومی مستعد خطا چقدر سخت است.

برای این منظور، سلز و همکارانش بر روی یک شبکه تانسور تمرکز کردند که اعتقاد بر این است که تعاملات بین کیوبیت ها را به طور دقیق نشان می دهد. کار کردن با این شبکه ها چالش برانگیز بوده است، اما پیشرفت های اخیر در این زمینه اکنون به این شبکه ها اجازه می دهد تا با استفاده از ابزارهای استنتاج آماری بهینه سازی شوند.

لازم به ذکر است که این روش تازه تنها بر روی مهم ترین اطلاعات تمرکز می نماید و بقیه را نادیده می گیرد، مانند زمانی که عکسی را فشرده می کنید تا بدون از دست دادن کیفیتی که برایتان مهم است، آن را کوچک تر کنید. این روش به رایانه های معمولی اجازه می دهد تا کارهای جالبی را که رایانه های کوانتومی می توانند انجام دهند، عملی نمایند.

پژوهشگران روش خود را با فشرده سازی یک عکس در یک فایل JPEG مقایسه می نمایند. درست مانند فشرده سازی یک عکس، حجم فایل بدون نامفهوم شدن محتوا کاهش می یابد. برای این منظور، تکنیک آنها مسئله محاسبات کوانتومی را ساده می نماید تا یک رایانه معمولی بتواند آن را به نحوی کارآمدتر مدیریت کند.

جوزف تیندل از مؤسسه Flatiron که این پروژه را رهبری می نماید، می گوید: انتخاب ساختارهای مختلف برای شبکه تانسور به انتخاب اشکال مختلف فشرده سازی مانند فرمت های مختلف برای تصویر شما مربوط می گردد. ما با موفقیت در حال توسعه ابزارهایی برای کار با طیف گسترده ای از شبکه های تانسور هستیم. این کار منعکس نماینده آن است و ما مطمئن هستیم که به زودی سطح محاسبات کوانتومی را حتی بیشتر وسعت خواهیم بخشید.

5858