اطلاعات کوانتومی/اصول گزیده‌ی کامپیوترهای کوانتومی/بخش ششم

بخش پنجم بخش ششم مکانیک کوانتومی


نسل اول ماشین‌های محاسبه گر اینچنینی، در واقع تماماً کوانتومی نیستند. به این معنی که تنها سعی شده است تا بخش سخت‌افزاری آنها بتواند در مقیاس نانو و با تکیه بر مکانیک کوانتومی عمل کند. اما الگوریتم‌ها یا همان نرم‌افزارهایی که این کامپیوترها اجرا می‌کنند، کماکان کلاسیکی هستند. از این رو آنها را «کامپیوترهای کلاسیکی در مقیاس نانو» می‌نامند. اما از آغاز قرن جدید، هدف فیزیکدانان طراحی الگوریتم‌های کوانتومی و مطابقت دادن آنها با سیستم‌های سخت‌افزاری پیشنهادی است تا به یک کامپیوتر کوانتومی واقعی برسند.

قرن نوزدهم به قرن ماشین معروف شد. قرن بیستم نیز قرن روشهای پردازش اطلاعات شد. اما بی شک باید قرن بیست و یکم را صده مهندسی کوانتومی نامید. همان طور که ظهور مکانیک کوانتومی در یکصد سال پیش، مکانیک نیوتنی را نقض نکرد بلکه آنرا تکمیل تر کرد، ظهور کامپیوترهای کوانتومی نیز به معنی کنار گذاشتن محاسبات کلاسیک نیست. هدف دانشمندان تنها یافتن روشی برای بدست آوردن پرسش‌های بنیادین خود درباره طبیعت و نحوه عملکرد آن است. پس طبیعی است که در اختیار داشتن یک ابزار محاسباتی بسیار سریع و کارآمد تا چه حد می‌تواند در این امر یاری رسان باشد.

محاسبات و اطلاعات کوانتومی زمینه‌ای بسیار پیشرفته و نوپا در فیزیک است که گرچه حرکت آن در مقایسه با سایر زمینه‌ها هنوز کند است اما در مدت کمتر از ۱۰ سال از یک به اصطلاح تئوری محض که هیچ امیدی به محقق شدن آن نمی‌رفت، امروز به یک فرآورده عملی تبدیل شده و به سرعت در حال پیشروی است. مراکز تحقیقاتی بزرگی در اروپا و آمریکای شمالی از جمله انیستیتو پریمیتر در کانادا، شرکت IBM، دانشگاههایی همچون آکسفورد، MIT، هاروارد، پرینستون و چندین مرکز دیگر به طور جدی روی این موضوع مشغول تحقیق هستند.

هنر فیزیک، تغییر نگرش بشر به عالم پیرامون و توصیف پدیده‌هایی است که مدتها برایمان جزو اسرار بودند. امروز اعتقاد داریم که عالم در غالب یک کل، خود یک کامپیوتر کوانتومی است. اما این ماشین چطور کار می‌کند؟ برنامه ریزی و هدایت آن چطور صورت می‌گیرد؟ و اینکه اصلاً هدف از این همه محاسبه چیست؟ چیستی عالم محاسباتی، همان غایت نظر فیزیکدانان است، اینکه از کجا آمده‌ایم و به کجا می‌رویم. شاید روزی پس از عقبگرد عالم به نزدیکی روزگار نخستینش، در آن انقباض دور از ذهن، در «نقطه امگا» پاسخ تمام پرسش هایمان را بیابیم.