وبلاگ اکسکوینو با ما بروز باشید
شرکت گوگل ( Google ) که یک شرکت آمریکایی فعال در حوزه فناوری اطلاعات است از آغاز تاسیس خود در سال 1998 تا کنون به عنوان یک غول فناوری، همیشه رقابتی جدی با همتایان ابر قدرت خود داشته و از فعالیت جدی در حوزه‌ی پردازش کوانتومی دست برنداشته است. این رقابت نفس گیر برای توسعه بزرگ‌ترین سوپر کامپوترهای دنیا همواره بین ابرقدرت‌های جهان وجود داشته و همه دولت‌ها و شرکت‌های جهان در حال رقابت برای دستیابی به برتری کوانتومی هستند.
مدت زیادی است که محققان بی صبرانه منتظر شنیدن خبر برتری کوانتومی یکی از غول‌های فناوری هستند ولی به نظر می‌رسید که امکان محقق شدن چنین رویایی در آینده‌ای نزدیک دور از انتظار باشد، تا اینکه هفته گذشته گوگل با انتشار یک خبر همه را به شدت شگفت زده کرد. هفته گذشته روزنامه فایننشال تایمز ( که یکی از قدیمی‌ترین، مهم‌ترین و پرنفوذترین روزنامه‌های اقتصادی سیاسی جهان است ) خبری مبنی بر دسترسی گوگل به برتری کوانتومی منتشر کرد که در آن مقاله ادعا شد، گوگل پیش نویس مقاله مرتبط با رایانش کوانتومی را به صورت موقت در وب سایت ناسا منتشر کرده است. لازم به ذکر است گوگل درباره انتشار خبر فوق واکنشی از خود نشان نداده و درباره صحت این موضوع سکوت کرده است که این مسئله را می‌توان به معنی معتبر بودن مقاله مذکور در نظر گرفت. اگر گوگل طی روزهای آینده صحت خبر فوق را تایید کند، این موضوع قطعا دستاوردی تاریخی و به منزله نقطه عطفی برای بشر خواهد بود که می‌توان آن را مصداق سفر به فضا یا کشف آنتی بیوتیک دانست.
محتوای مقاله منتشر شده از چه قرار بود؟
محققان در مقاله فوق اعلام کرده بودند که گوگل به برتری کوانتومی دست یافته است. این بدان معنی است که گوگل دارای کامپیوتر کوانتومی است که از هر ابرکامپیوتر دیگری در جهان قدرتمند‌تر است و توانایی رقابت با آن به ذهن هیچ کامپیوتر یا ابر کامپیوتر دیگری نمی‌رسد. طبق گزارش منتشر شده، کامپیوتر کوانتومی گوگل که Sycamore نام دارد، به قدرتی دست یافته است که هیچ ابر رایانه دیگری حتی خواب آن را هم نمی‌بیند. این دستگاه فوق‌العاده، توانست در ظرف مدت فقط 3 دقیقه و 20 ثانیه اقدام به انجام محاسباتی کند که قدرتمند‌ترین ابر کامپیوتر دنیا یعنی Summit ( که متعلق به شرکت IBM است و بیش از 2000 پردازنده دارد ) برای انجام آن به ده هزار سال زمان نیاز دارد.
دستیابی گوگل به برتری کوانتومی زمین لرزه‌ای در دنیای فناوری ایجاد کرده که نتیجه فعالیت‌های تحقیق و توسعه این شرکت است. برتری کوانتومی در واقع به معنی انجام وظایفی توسط کامپیوترهای کوانتومی است که دستگاه‌های عادی از پردازش آن عاجزند یا به عبارت دیگر برتری کوانتومی به رخدادی گفته می‌شود که در آن یک کامپیوتر کوانتومی توانایی شکست نمونه‌های سنتی را در فرایندی مشخص پیدا می‌کند.پیش از این، یکی از محققان ارشد گوگل اعلام کرده بود این شرکت تا پایان سال 2017 به پردازش کوانتومی دست پیدا خواهد کرد ولی به نظر می‌رسد برای مشاهده کاربردهای واقعی رایانش کوانتومی به سال‌ها زمان نیاز داریم.
اساس کار کامپیوترهای کوانتومی
به نظر می‌رسد تفاوت عمده کامپیوترهای معمولی و کامپیوترهای کوانتومی در نحوه ذخیره و انجام محاسبات آن‌هاست. در کامپیوترهای معمولی برای ذخیره داده و انجام محاسبات از بیت‌های صفر و یک استفاده می‌شود ولی در کامپیوترهای کوانتومی از کیوبیت یا کوانتوم استفاده می‌شود. در واقع کیوبیت به یک سیستم کوانتومی-مکانیکی گفته می‌شود که در عین برخورداری از خاصیت « ابرموقعیت » دارای مقادیر صفرویک نیز هست. کامپیوتر کوانتومی با انتقال کیوبیت‌ها به حالت ابر موقعیت راه‌حل‌های مختلف را بررسی کرده و به جواب می‌رسد. این حالت به محض مشاهده از بین می‌رود اما به حدی جذاب و پیچیده است که انیشتین نیز آن را بسیار رازآلود توصیف کرده است.
پردازش کوانتومی چیست
همان‌طور که قانون مور به پایان عمر خود برای پردازنده‌های سیلیکونی نزدیک می‌شد، نوع جدیدی از پردازش شکل گرفت.( لازم به ذکر است طبق قانون مور تعداد ترانزیستورها در پردازنده‌های مبتنی بر مدارات مجتمع در هر دو سال، دو برابر می‌شود ). دانشمندان و فیزیکدانان زیادی بر این باور بودند که کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند نقش به سزایی در کمک به پردازش مباحث پیچیده مربوط به فیزیک و شیمی داشته باشند. در واقع کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند تعداد بسیار زیادی از اعداد یا داده ها را در بیت‌های کوانتومی خود جاداده و تمامی آن‌ها را با هم بررسی کنند. این کامپیوترها برای حل مسائل خاصی که به درستی طراحی شده‌اند انقدر سریع عمل می‌کنند که در حال حاضر انجام چنین عملیاتی حتی برای ابر کامپیوترهای جهان هم مانند یک رویاست. کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند به پردازش مسائل مربوط به فیزیک و شیمی و همچنین شاخه‌های مختلف علوم دیگر مانند علم مواد، ژنتیک و زیست هم کمک کنند.
برتری کوانتومی چیست
آنچه با نام برتری کوانتومی شناخته می‌شود در واقع قدرت نظارت بر قدرت جادویی کامپیوترهای کوانتومی در پردازش سریع مسائلی که دارای حالت‌های بسیار زیاد می‌باشد است. برای مثال در مورد پیدا کردن مناسب‌ترین حالت در ساخت یک ماده خاص، ما با بی‌نهایت حالت مختلف روبه رو هستیم و کامپیوترهای کوانتومی با قدرت فوق‌العاده خود امکان رسیدن به این حالت را در زمان کمی برای فرد مقدور می‌سازند. بدیهی است که این موضوع می‌تواند سرعت انجام تحقیقات علمی و تکنولوژیک را صدها برابر سریعتر کند. قدرت برتری کوانتومی می‌توانند بررسی فهرستی از مولکول‌ها برای ساخت داروی احتمالی جدید که در حال حاضر به زمانی چند ساله نیاز دارند را به چند دقیقه برسانند.
برتری کوانتومی گوگل و امنیت
همان‌طور که اشاره کردیم کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند تاثیرات شگرفی در هر چیزی که مربوط به دنیای دیجیتال است از هوش مصنوعی گرفته تا توسعه داروها داشته باشند. همچنین می‌توانند در کنار کمک پزشکی، در زمینه‌هایی مثل هواشناسی، شیمی و فیزیک و رمز نگاری که نیازمند محاسبات پیچیده و تکراری هستند کاربرد فراوان داشته باشد.
ولی از طرفی این کامپیوترها قابلیت شکستن استانداردهای رمزنگاری فعلی در کسری از ثانیه را دارند. بنابراین اینترنت در شکل فعلی آن در برابر کامپیوترهای کوانتومی به شدت اسیب پذیر است و همین علت سبب شده که سازمان‌های دولتی به دنبال توسعه روش‌های رمزنگاری مقاوم در برابر آن‌ها باشند. بدیهی است که تا فراگیر و تجاری شدن کامپیوترهای کوانتومی زمان بسیاری زیادی باقی است و این موضوع می‌تواند سبب بهبود استانداردهای رمزنگاری شود تا از بروز هر گونه سو استفاده در آینده جلوگیری شود.
