مروری بر کامپیوتر های کوانتومی و محاسبات کوانتومی

در سال های اخیر پتانسیل جدیدی جهت پیاده سازی کامپیوترهای کوانتومی ایجاد شده است. این کامپیوترها از پدیده ها و قوانین مکانیک کوانتوم مانند برهم نهی و در هم تندیدگی برای انجام محاسبات استفاده می کند. کامپیوترهای کوانتومی به دلیل قابلیت بر هم نهی در هر لحظه می توانند در هردوحالت صفر و یک باشند. یعنی در هر لحظه می تواند به طور همزمان چندین محاسبه را با سرعت بالا به طور همزمان انجام دهد. محاسبات کوانتوم توسط بیت کوانتوم صورت می پذیرد . در هر بیت کوانتوم توانایی ذخیره حالات متفاوت پردازشی به طور همزمان وجود دارد. یک بیت کوانتوم می تواند حالت های صفر و یک یا، قطعیت و یک احتمال را نگهداری و ذخیره نماید. کامپیوتر های کوانتومی از سیستم به کار گیری بیت کوانتوم بهره مند است که محاسبات و ذخیره سازی اطلاعات با جابجایی، انتقال و تراکنش این بیت ها در حافظه به صورت منطقی انجام می شود. اخیرا پیشرفت های بسیار زیادی در اجرای فیزیکی کامپیوترهای کوانتومی شده است. این دستگاه ها سرعت قابل توجهی را نسبت به رایانه های معمولی برای برنامه های کاربردی مانند شیمی کوانتومی، بهینه سازی ، یادگیری ماشین ، رمزنگاری، شبیه سازی کوانتومی و سسیستم معادلات خطی وعده داده اند[ 2-1]. در این مقاله سعی شده است با مروری بر کامپیوتر های کوانتومی ، به بررسی این سیستم ها ، تاریخچه و کار های انجام شده در این زمینه و بررسی چالش های پیش رو در این حوزه ، این سیستم ها را از لحاظ فنی و علمی مورد بررسی قرار دهیم.

کلیدواژه ها:

کامپیوتر کوانتومی ، محاسبات کوانتومی ، بیت کوانتوم ، برهم نهی