کامپیوترهای کوانتومی در حال تغییر جهان هستند

محاسبات کوانتومی

کامپیوترهای کوانتومی انفجاری در سرعت محاسبات ایجاد کرده‌اند. در سال ۲۰۱۷، هر روز بالغ بر ۲.۵ اگزابایت داده تولید شده است. این حجم داده چیزی به اندازه‌ی ۲۵۰۰۰ کتاب کتابخانه‌ی کنگره امریکا یا محتوای ۵ میلیون لپ‌تاپ است.

در هر دقیقه ۳.۲ میلیارد کاربر جهانی اینترنت حجم عظیمی از داده را تولید می کنند که قسمت زیادی از آن به صورت عکس و به خصوص فیلم است.

با توجه به محدویت‌های پردازشی کامپیوترهای فعلی به وضوح می‌توان فهمید که در این زمینه ما با محدودیت جدی روبه رو هستیم و این در حالی است که داده با سرعت خیره‌کننده‌ای در حال افزایش است ( خلق کلان داده).

رفع چنین چالشی دانشمندان را به سوی نوع نوینی از محاسبات رهنمون کرده که شاید برجسته‌ترین آن‌ها محاسبات کوانتومی (Quantum Computing) باشد.  توسعه چنین فناوری، مقصود اصلی مهندسی کوانتومی (Quantum Engineering) است.

سرعت کامپیوترهای کوانتومی نیاز قرن بیست و یکم

گوگل یکی از پیشگامان این حوزه اخیرأ موفق به ساخت کامپیوتر کوانتومی شده است که ۱۰۰ میلیون بار سریع تر از کامپوترهای فعلی است.

چنین تکنولوژی زمانی بسیار اهمیت خواهد یافت که ما بخواهیم حجم بسیار عظیمی از داده را تحلیل و مسایل با سطح پیچیدگی بالا را به سرعت حل کنیم.

در حال حاضر رایج ترین مدل محاسبه مدل مداری است که در آن داده ها در رشته ای از بیت های کلاسیک ۰ و ۱ ذخیره می‌شوند.

مجتمع کامپیوتر پایتخت

تکنولوژی SoundSee شرکت بوش از مجموعه‌ای از میکروفون‌ها و یادگیری ماشین -برای تحلیل داده‌هایی که از صداهای ماشین‌ها در ایستگاه فضایی دریافت می‌شود- تشکیل شده است. تجزیه و تحلیل SoundSee مشخص می‌کند که آیا با استفاده از داده‌های دریافتی می‌توان عملیات در ایستگاه فضایی را بهبود بخشید یا نه.

«سامارجیت داس» محقق ارشد مرکز تحقیقات و تکنولوژی بوش در پیتسبورگ در این باره می‌گوید:

ماشین‌ها مثل موتور‌ها و پمپ‌ها، نشانه‌هایی صوتی از کار‌هایی که انجام می‌دهند دارند. الگوریتم هوش مصنوعی SoundSee با استفاده از یادگیری ماشین سعی می‌کند به تحلیل این نشانه‌های نامحسوس بپردازد و همچنین مشخص کند که آیا آن دستگاه، یا بخشی از آن دستگاه نیازمند تعمیر یا تعمیراتی هست یا خیر.

این ابزار روی ربات آستروبی ناسا -فضاپیمایی که توسط آستروباتیک ساخته شده- سوار خواهد شد و به سمت دروازه‌های ایستگاه فضایی پرتاب می‌شود. دکتر «ژوزف سزورلی» یکی از محققان این پروژه در این باره می‌گوید:

مدتی بوش علاقمند بود تا از تحلیل صوتی استفاده کند تا بتواند روی ماشین‌ها و ابزار‌های اساسی نظارت داشته باشد.مثل موتور ماشین‌ها یا سیستم‌های HVAC. ایستگاه فضایی به ما اجازه می‌دهد تا این تکنیک‌ها را مطالعه کنیم و بفهمیم ارتقاء دادن این روش‌ها تا چه حد چالش برانگیز خواهند بود.

محققان بر این باورند که هنوز سال‌ها تا آزمایش موفق یک کامپیوتر کوانتومی کاربردی فاصله داریم

یک بیت کلاسیک می تواند تنها در یکی از دو حالت ۰و ۱ قرار بگیرد حال آنکه یک کیوبیت ( بیت کوانتومی) می تواند در ترکیبی از این دو حالت نیز قرار بگیرد.

بنابراین یک حافظه کوانتومی که دارای K کیوبیت است می تواند در ترکیبی از ۲K قرار بگیرد. قرار گرفتن یک کیوبیت در ترکیبی از دو حالت متفاوت محصول خاصیت برهم نهی کوانتومی (Quantum Superposition) است.

این قابلیت کامپیوترهای کوانتومی را قادر می کند که مسائلی را بتوانند حل کنند که حل آنها برای کامپیوترهای کلاسی زمان بسیار زیادی خواهد برد.

توان محاسباتی کامپیوترهای کوانتومی تأثیر بسیاری بر هوش مصنوعی، به خصوص یادگیری ماشین (Machine Learning)، می‌گذارد.

به این طریق که امکان تحلیل سریع کلان داده‌ها و استخراج الگوهای پیچیده از آن ها را بیش از پیش ممکن می‌سازد. علاوه بر این ضمن اینکه میتوان حجم عظیمی از داده‌های استخراج شده از منابع مختلف را با هم تجمیع کرد و الگوهای نوینی را نیز تحلیل و به دست آورد.

این توان محاسباتی عظیم کامپیوترهای کوانتومی علاوه بر مزیت‌های زیادی که دارد، تهدیدهای جدی را نیز ایجاد می‌کند که شاید برجسته‌ترین آنها، قدرت این فناوری در شکستن پروتکل‌های رمز نگاری پیچیده نظیر SHA-2( مورد استفاده در بیت کوین و ..) و RSA (مورد استفاده در امضای دیجیتال و.. ) باشد.

مجتمع کامپیوتر پایتخت

۰ پاسخ

با نوشتن نظر خود بخشی از این گفتگو شوید

تمایل دارید شما هم در این بحث تبادل نظر داشته باشید؟
لطفا ما رو از نظرات و دانسته های خودتون درباره‌ی این مطلب مطلع کنید!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *