کامپیوترهای کوانتمی

سال انتشار: 1399
نوع سند: مقاله کنفرانسی
زبان: فارسی
مشاهده: 1,788

فایل این مقاله در 75 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

EMESCONF01_025

تاریخ نمایه سازی: 19 فروردین 1400

چکیده مقاله:

طی پنجاه سال گذشته اجزای داخلی کامپیوترها به طور متوسط هر دو سال یکبار دو برابر کوچکتر شده اند و این در حالی است که به موازات کوچکی اندازه ، از نظر سرعت ، دو برابر شده اند . مدارهای امروزی از ترانزیستورها و سیمهایی درست شدهاند که قطر آنها به یک صدم قطر موی انسان میرسد و به علت همین پیشرفتهای اعجاب آور است که ماشینهای امروزی میلیونها برابر قویتر از پیشینیان خودهستند. اما این پیشرفتها سرانجام روزی متوقف میشوند و تکنولوژی مدارهای مجتمع (IC) به حد نهایی خود میرسند.فنون پيشرفته ليتوگرافي قادر است اجزاي صد برابر كوچكتر از اجزاي فعلي ، ايجاد كند. اما در اين مقياس )جايي كه در آن حجم ماده بصورت مجموعهاي از اتمهاي منفرد ميباشد( كارايي مدارهاي مجتمع با اشكال مواجه ميشود. با ده مرتبه كاهش ديگر در ابعاد ذرات خواص اصلي خود را ظاهر ميكنند و يك اشتباه بسيار كوچك باعث خراب شدن ICميشود. بنابراين در آينده اگر كامپيوترها باز هم كوچكتر ازاين شوند. در آن صورت بايد تكنولوژي جديدي را جايگزين فن آوري فعلي كرد و تغييرات اساسي در ساخت و طراحي كامپيوترها داد.چند دهه قبل ، پيشرواني نظير لندر و چارلز از مركز پژوهش توماس ج. واتسون پژوهش درباره فيزيك مدارهاي پردازشگر اطلاعات را آغاز كرده و پرسشهايي از اين قبيل را در مورد كوچكتر شدن آنها مطرح كردند : اجزاي مدارها تا چه اندازه ميتوانند كوچك شوند ؟، جه مقدار انرژي بايد مصرف اين كار شود. از آنجا كه كامپيوترها ابزاري فيزيكي هستند ، لذا عملكردهاي اصلي آنها نيز بوسيله قوانين فيزيك توضيح داده ميشود. مطابق با اصول فيزيكي ، اگر اجزاي مدارهاي كامپيوتر خيلي كوچك شوند ، بايدعملكرد آنها را با مكانيك كوانتوم تشريح كرد. در اوايل دهه 1980 پاول بني اف نشان داد كه كامپيوتر از نظر اصولي ميتواند براساس مكانيك كوانتومي كار كند. اندكي بعد ديويد دويچ از دانشگاه آكسفورد و ديگر دانشمندان نمونه سازي از كامپيوترهاي كوانتومي شروع كردند و نشان دادند چگونه ممكن است اين كامپيوترها متفاوت از كامپيوترهاي كلاسيك عمل كنند. آنها بويژه از اين مساله شگفت زده شده بودند كه آيا ممكن است پديده هاي مكانيك كوانتوم محاسبات را به صورت اعجاب آوري سريعتر كند ؟اين يك آغاز وشروع تحقيقات راجع به كامپيوتر هاي كوانتمي بود.دانشمندان بسياري تحقيقات خود را درباره ساختار هاي كوانتمي مواد، احتمالات كوانتمي ، بيت هاي كوانتمي و الگوريتم هاي كوانتمي براي حل مسائلي كه توسط كامپيوتر هاي كلاسيك بسيار مششكل مي نمود آغاز كردند. شايان ذكر است كه اين مبحث بسيار جوان است و چندين دهه بيشتر از عمر آن نمي گذرد. بسياري از تحقيقات در رابطه با كامپيوتر هاي كوانتمي بسيار جوان و بيشتر به صورت نظري مي باشند و نظريه كامپيوتر هاي كوانتمي همچنان راهي طولاني در پيش دارد. در اين مقاله ابتدا به بررسي برخي مفاهيم تئوري درباره كامپيوتر هاي كوانتمي مي پردازيم و سپس در رابطه با ساخت عملي آن بحث خواهيم كرد.

نویسندگان

مهرداد برون

خوزستان،اهواز،کوی رسالت،خیابان ۹،پلاک۳