فاطمه ذبیحی
دانش آموخته کارشناسی ارشد علوم تربیتی گرایش برنامه ریزی درسی از دانشگاه شهید بهشتی تهران
15 یادداشت منتشر شدهرایانش کوانتومی(Quantum Computing) و آینده آموزش دانشگاهی
رایانش کوانتومی چیست؟
کامپیوترهای معمولی مثل یک چراغ هستند که یا خاموش است (صفر) یا روشن (یک). یعنی فقط دو حالت دارند: صفر یا یک. اما کامپیوتر کوانتومی مثل چراغ جادویی است که می تواند همزمان هم روشن باشد و هم خاموش! یعنی می تواند صفر و یک را با هم داشته باشد.
در این راستا، این ویژگی باعث می شود که کامپیوتر کوانتومی بتواند خیلی سریع تر از کامپیوترهای معمولی، کارهای سخت و پیچیده را انجام دهد.
مثال ساده: فرض کن دنبال یک کلمه خاص در یک کتاب خیلی بزرگ هستی. کامپیوتر معمولی باید صفحه به صفحه بگردد تا آن را پیدا کند، اما کامپیوتر کوانتومی می تواند همزمان در چند صفحه جستجو کند و سریع تر آن کلمه را پیدا کند.
رایانش کوانتومی در دانشگاه و درس ریاضی
در درس ریاضی، بعضی مسائل خیلی سخت و وقت گیر هستند؛ مثلا وقتی می خواهیم اعداد بزرگ را محاسبه کنیم یا مسئله ای را حل کنیم که جواب های زیادی دارد. کامپیوترهای معمولی این کارها را یکی یکی و مرحله به مرحله انجام می دهند، پس زمان زیادی لازم است. اما کامپیوتر کوانتومی می تواند چند حالت را به طور همزمان بررسی کند و همین باعث می شود جواب ها خیلی سریع تر پیدا شوند.
مثال های ریاضی:
- محاسبات آماری و احتمال ها
مثلا اگر بخواهی حساب کنی که در یک کلاس ۳۰ نفره، احتمال یکسان بودن تاریخ تولد دو نفر چقدر است، حالت های زیادی وجود دارد. رایانش کوانتومی می تواند این حالت ها را با سرعت بالا بررسی کند و خیلی سریع تر به نتیجه برسد. - ترکیبیات و شمارش حالت ها
فرض کن می خواهی بدانی چند راه مختلف برای نشستن ۱۰ نفر روی ۱۰ صندلی وجود دارد. جواب آن (یعنی ۳٬۶۲۸٬۸۰۰ حالت) است. کامپیوتر معمولی باید یکی یکی این حالت ها را بررسی کند، ولی رایانش کوانتومی می تواند بسیاری از حالت ها را همزمان بررسی کرده و به نتیجه برسد.
نتیجه:
رایانش کوانتومی می تواند ابزار ارزشمندی برای دانشجویان باشد، مخصوصا در رشته هایی مثل ریاضی، فیزیک، آمار، مهندسی و علوم کامپیوتر. با استفاده از آن، حل مسائل پیچیده آسان تر و سریع تر می شود و دانشجوها زمان بیشتری برای یادگیری مفاهیم جدید خواهند داشت.