الفيزياء

حاسوبان كميان في مواجهة لأول مرة في التاريخ!

حاسوبان كميان في مواجهة لأول مرة في التاريخ!


أجهزة الكمبيوتر العملاقة على وشك القفز إلى مستوى جديد تمامًا. تتطور الحوسبة الكمومية بسرعة ، والآن يواجه جهازي كمبيوتر كمومي أول مرة في التاريخ.

[مصدر الصورة:آرس إلكترونيكا عبر فليكر]

في وقت سابق من هذا العام ، قام باحثون في جامعة كورنيل بوضع جهازي كمبيوتر كمومي في مواجهة بعضهما البعض في معركة افتراضية ملحمية. كان التحدي هو أداء وحل خوارزمية لمقارنة وتحديد أي كمبيوتر كم هو الأكثر فعالية. كلا الجهازين عبارة عن حواسيب كمومية حديثة ذات 5 كيوبت تعمل على نظامين أساسيين مختلفين تمامًا.

على الرغم من اختلافاتهم ، اكتشف الباحثون طريقة لبرمجة أجهزة الكمبيوتر بطريقة تتجاهل أجهزة التشغيل. حددت النتائج أن أحد أجهزة الكمبيوتر كان أكثر موثوقية ، والآخر يمكنه تنفيذ العمليات بشكل أسرع.

يقول سيمون بنجامين ، الفيزيائي بجامعة أكسفورد في المملكة المتحدة: "لفترة طويلة ، كانت الأجهزة غير ناضجة لدرجة أنه لم يكن بإمكانك حقًا وضع جهازيْن من خمسة كيوبت بجانب بعضهما البعض وإجراء هذا النوع من المقارنة". ، الذي لا ينتمي إلى الدراسة. "إنها علامة على أن هذه التكنولوجيا آخذة في النضوج."

تشكيلة الكمبيوتر الكمومي

صُنع جهازي الكمبيوتر المتنافسين من جهازين مختلفين تمامًا ، مما يجعل من المثير للاهتمام بشكل خاص للعلماء اختبار أيهما أفضل. كمبيوتر واحد ينتمي إلى جامعة ماريلاند. يعتمد إعداده على نظام الأيونات المحاصرة. في ذلك ، يتم تثبيت خمسة أيونات من الإيتربيوم في مكانها بواسطة مصيدة كهرومغناطيسية قوية. يتم تشغيل الأيونات بواسطة الليزر لتنفيذ الخوارزميات المبرمجة.

من ناحية أخرى ، يوجد كمبيوتر IBM بتكوين مختلف تمامًا. في المقابل ، يعتمد كمبيوتر IBM على حلقات متعددة فائقة التوصيل والتي تنفذ خوارزميات باستخدام إشارات الميكروويف. جهاز الكمبيوتر الخاص بهم هو أيضًا أول واحد في التاريخ لتكون متاحة للجمهور عبر الحوسبة السحابية. كانت قدرتها على البرمجة من قبل المستخدمين عبر الإنترنت هي السبب وراء إجراء التجربة.

كيف تعمل أجهزة الكمبيوتر الكمومية

على عكس أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية ، تعتمد أجهزة الكمبيوتر الكمومية على وحدات البت بدلاً من البت الأكثر استخدامًا. تستخدم أجهزة الكمبيوتر التقليدية الترانزستورات التي تعمل في نظام ثنائي يعتمد على الآحاد والأصفار. يمكن أن تمثل البتات الكمية (أو الكيوبتات) واحدًا أو صفرًا أو كليهما واحد وصفر في وقت واحد - وهي خاصية معروفة باسم تراكب. الأشياء الموجودة في التراكب لها احتمالية متساوية في أن تكون في مواقع متعددة في وقت معين.

لا يسمح تراكب الكمبيوتر الكمومي بتفسير الكيوبتات من خلال الجزء الفردي (تشغيل أو إيقاف) ، بل النظام ككل - ما الذي يفعله ، وأين يقوم به ، وما يحتاج إلى القيام به . يُعرف هذا باسم التشابك ، حيث تعتمد إحدى المعلومات بشكل مباشر على ما تفعله قطعة أخرى بالضبط في تلك اللحظة بالذات - على عكس أجهزة الكمبيوتر الكلاسيكية حيث يتم إجراء الحسابات في قطار فردي. يمكن إجراء حسابات أكثر تعقيدًا مع هذه الظاهرة الجديدة لإعادة تصور ما يمكن أن تفعله أجهزة الكمبيوتر.

النتائج

في الاختبارات ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر تنفيذ العمليات بنجاح متفاوت. كانت الخوارزميات التي تم تنفيذها عمياء تمامًا عن الأجهزة الأساسية. في هذه التجربة ، حافظ الكمبيوتر الأيوني على نسبة نجاح بلغت 77.1 بالمائة. ومع ذلك ، يمكن لجهاز كمبيوتر IBM تشغيل نفس الخوارزميات بدقة 35.1٪. أكد الاختبار أن الكمبيوتر الأيوني أكثر فاعلية باستمرار مع الخوارزمية المحددة. ومع ذلك ، يمكن أن يعمل كمبيوتر IBM بشكل أسرع.

تم نشر النتائج مؤخرًا الأسبوع الماضي على موقع arXiv.

مستقبل الحوسبة الكمومية

التراكبات حساسة بشكل لا يصدق. مجرد مراقبتها يمكن أن تدمر ممتلكاتهم بالكامل. التحدي الأكبر في الوقت الحالي هو تطوير نظام يمكنه تنفيذ الخوارزميات بدقة.

"إذا كان لديك ما يكفي من الاتساق ، فلا يهم كم من الوقت قد تستغرق العملية الكاملة للخوارزمية الخاصة بك."

راجع أيضًا: تم الكشف عن أول مخطط على الإطلاق لأجهزة الكمبيوتر الكمومية

بقلم مافريك بيكر


شاهد الفيديو: شرح طريقة مشاركة الملفات ونقلها بين جهازين بأستخدام كابل LAN بشكل مفصل