کامپیوترهای کوانتومی ۵ اتمی به شیوه‌ی کدنویسی فعلی پایان می‌دهند

نوع جدیدی از کامپیوترهای کوانتومی‌ ساخته شده که فقط با پنج نقطه‌ی اتمی کار می‌کنند و می‌توانند در یک چشم برهم زدن فاکتوریل عددهای خیلی بزرگ را بگیرند. این در حالیست که برای ابَرکامپیوترهای امروزی، سال‌ها طول می‌کشد تا بتوانند فاکتوریل همان اعداد را بگیرند.

برای گرفتن فاکتوریل عددهای خیلی بزرگ‌تر فقط کافیست تعداد اتم‌ها را بیش‌تر کنید.

کامپیوترهای کوانتومی گونه‌ای از کامپیوترها هستند که از قوانین و مکانیزم فیزیک کوانتوم برای انجام محاسبات استفاده می‌کنند. این‌ها با کامپیوترهای ترانزیستوری فعلی تفاوت‌های اساسی دارند. یکی از مزیت‌های اصلی کامپیوترهای کوانتومی، سرعت بسیار بالای آن‌ها در حل محاسبات و مسائل ریاضیاتی است. در این کامپیوترها نقاطی به نام «نقاط اتمی» یا «نقاط کوانتومی» تعریف شده که در واقع هرکدام از این نقاط، یک اتم هستند. نحوه‌ی کارکرد نیز بر اساس افزایش یا کاهش الکترون‌ها صورت می‌گیرد.

حالا محققان دانشگاه MIT آمریکا دست به طراحی یک کامپیوتر کوانتومی زده‌اند که اصولا در فاکتوریل‌گیری کاربرد دارد. آن‌ها ایده‌ی منطقی طراحی و توسعه‌ی این کامپوتر اتمی را ارایه داده‌اند.

فاکتوریل‌گیری یک روش محاسباتی در ریاضیات است که بر اساس ضرب اعداد انجام می‌شود. برای گرفتن فاکتور هر عدد، باید آن را در تمامی اعداد قبل از خودش، تا عدد یک، ضرب کرد. یکی از کاربردهای فاکتوریل‌گیری، در تعیین تعداد احتمالات است. این عملیات برای کدگذاری و رمزگشایی مفید خواهد بود.

کامپیوترهای معمولی تا حدی قادر به محاسبه‌ی فاکتوریل عددها هستند اما زمانی که این عدد خیلی بزرگ باشد، کار حتی برای کامپیوترها هم سخت می‌شود؛ اما نه نوع کوانتومی آن‌ها.

اختراع محققان MIT فقط با پنج اتم کار می‌کند. ایده‌ی طرح بر این اساس است که ۴ اتم در محل دروازه‌ی منطقی مستقر می‌شوند و با کمک پالس‌های لیزری، در جایگاه برهم‌نهی کوانتومی (Superposition) قرار می‌گیرند. در این زمان، این چهار اتم توامان حاوی دو حالت انرژی متفاوت هستند. (دروازه‌ی منطقی یا Logic Gate، بخشی است که به محاسبه‌ی عملیات منطقی روی ورودی‌های منطقی می‌پردازد تا یک خروجی یا جواب منطقی ارایه بدهد. این منطق معمولا بر اساس «منطق بولی» است. ورودی یا خروجی منطق بولی فقط یکی از دو حالت خاموش/روشن، بالا/پایین، یک/صفر، درست/غلط، مثبت/منفی، و مدار باز/مدار بسته را قبول می‌کند.)

اما اتم پنجم؛ این اتم ذخیره می‌شود و جواب را به صورت خروجی منطقی ارایه می‌دهد.

در نتیجه‌ی این طرح، کامپیوتری خواهیم داشت که هم محاسبات را سریع‌تر و دقیق‌تر از دستگاه‌های فعلی انجام می‌دهد و هم به راحتی قابل توسعه است؛ برای گرفتن فاکتوریل عددهای خیلی بزرگ‌تر هم فقط کافیست تعداد اتم‌ها را بیش‌تر کنید.

البته بحث توسعه‌ی این کامپیوتر اتمی فعلا در حد تئوری است و تا حالا فاکتوریل‌گیری تا عدد ۱۵ توسط این کامپیوتر کوانتومی صورت گرفته. اما در صورت توسعه‌، این کامپیوترها کاربرد قابل توجهی در حوزه‌ی امنیت و کدگذاری خواهند داشت. در این صورت، به احتمال زیاد دوره‌ی کدنویسی‌هایی که بر اساس احتمالات و فاکتوریل‌گیری شکل می‌گیرند، به پایان می‌رسد. چون دولت‌ها و هکرها به‌راحتی خواهند توانست کدها را باز کنند.

‌

منبع: Engadget