
بروزرسانی: 27 خرداد 1404
ارقام کوانتومی قدرت محاسباتی بیشتری را با ذرات کوانتومی کمتر باز می کنند -- ScienceDaily
در دنیای کوانتومی، وضعیت کاملاً متفاوت است. به عنوان مثال، در کامپیوتر کوانتومی اینسبروک، اطلاعات در اتم های کلسیم به دام افتاده جداگانه ذخیره می شود. هر یک از این اتم ها به طور طبیعی دارای هشت حالت مختلف هستند که معمولاً تنها دو مورد از آنها برای ذخیره اطلاعات استفاده می شود. در واقع، تقریباً تمام رایانه های کوانتومی موجود به حالت های کوانتومی بیشتری نسبت به آنچه برای محاسبات استفاده می کنند، دسترسی دارند.
از طرف دیگر، بسیاری از وظایفی که به کامپیوترهای کوانتومی نیاز دارند، مانند مسائل فیزیک، شیمی یا علم مواد، به طور طبیعی به زبان qudit بیان می شوند. بازنویسی آنها برای کیوبیت ها اغلب آنها را برای کامپیوترهای کوانتومی امروزی بسیار پیچیده می کند. مارتین رینگباوئر توضیح می دهد: «کار با بیش از صفر و یک بسیار طبیعی است، نه تنها برای رایانه های کوانتومی، بلکه برای کاربردهای آن، و به ما امکان می دهد پتانسیل واقعی سیستم های کوانتومی را باز کنیم».
یک رویکرد طبیعی برای سخت افزار و نرم افزار
همه ما از همان ابتدا یاد می گیریم که کامپیوترها با صفر و یک کار می کنند که به اطلاعات باینری نیز معروف است. این رویکرد به قدری موفقیت آمیز بوده است که اکنون رایانه ها همه چیز را از ماشین های قهوه ساز گرفته تا ماشین های خودران را تامین می کنند و تصور زندگی بدون آنها دشوار است.
اگرچه ذخیره سازی اطلاعات در صفر و یک کارآمدترین روش برای انجام محاسبات نیست، اما ساده ترین راه است. ساده اغلب به معنای قابل اعتماد و مقاوم در برابر خطاها است و بنابراین اطلاعات باینری به استاندارد بی چالش برای رایانه های کلاسیک تبدیل شده است.
برای چندین دهه کامپیوترها مترادف با اطلاعات باینری - صفر و یک بوده اند. اکنون تیمی در دانشگاه اینسبروک، اتریش، یک کامپیوتر کوانتومی را کشف کردند که از این پارادایم خارج شده و منابع محاسباتی اضافی را که تقریباً در همه دستگاه های کوانتومی امروزی پنهان شده اند، باز می کند.
با تکیه بر این موفقیت، کامپیوترهای کوانتومی امروزی نیز با در نظر گرفتن پردازش اطلاعات باینری طراحی شده اند. مارتین رینگباوئر، فیزیکدان تجربی از اینسبروک اتریش، توضیح می دهد: «با این حال، اجزای سازنده کامپیوترهای کوانتومی چیزی بیش از صفر و یک هستند. محدود کردن آن ها به سیستم های باینری مانع از آن می شود که این دستگاه ها به پتانسیل واقعی خود عمل کنند.»
مواد تهیه شده توسط دانشگاه اینسبروک. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.
منبع
تیمی به سرپرستی توماس مونز در دپارتمان فیزیک تجربی در دانشگاه اینسبروک، اکنون موفق به توسعه یک کامپیوتر کوانتومی شدند که می تواند محاسبات دلخواه را با اصطلاحاً انجام دهد. ارقام کوانتومی (qudits)، در نتیجه قدرت محاسباتی بیشتری با ذرات کوانتومی کمتر باز می شود.
فیزیکدانان اینسبروک اکنون یک کامپیوتر کوانتومی ساخته اند که می تواند از پتانسیل کامل این اتم ها با محاسبه با qudits استفاده کند. برخلاف حالت کلاسیک، استفاده از حالت های بیشتر باعث نمی شود که رایانه کمتر قابل اعتماد باشد. توماس مونز می گوید: «سیستم های کوانتومی به طور طبیعی بیش از دو حالت دارند و ما نشان دادیم که می توانیم همه آنها را به خوبی کنترل کنیم.»
سیستم های کوانتومی متفاوت هستند
منبع داستان: