کامپیوترهای کوانتومی چطور دنیا را تغییر خواهند داد؟

به گزارش اکوایران، در یونان باستان سربازان برای ارسال پیام‌های رمزگذاری شده، تکه‌ای پارچه را دور قطعه‌ای چوب می‌بستند و پیامشان را روی آن می‌نوشتند. گیرنده فقط زمانی می‌توانست پیام را بخواند که آن را دور چوبی با همان ضخامت می‌بست. این یکی از اولین نمونه‌های رمزنگاری در تاریخ است.

امروزه الگوریتم‌های قدرتمند کامپیوتری از رمزهایی مثل ارتباطات اینترنتی، بانکداری الکترونیکی و تجارت دیجیتال در مقابل چشمان کنجکاو محافظت می‌کنند. با این حال این پیام‌های رمزگزاری شده‌ی غیرقابل نفوذ شاید به زودی به تاریخ بپیوندند.

کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند تا جایی بهینه شوند که رمزگزاری‌های امروزی را سریعتر از آن که کامپیوترهای دیجیتالی معمولی ایجاد می‌کنند بشکنند. موسسات مالی باید هر چه زودتر امنیت سایبری خود را برای آینده آماده کنند، در غیر این صورت ثبات اقتصادی کل جهان در خطر خواهد افتاد.

یک انقلاب کوانتومی

در پردازش کوانتومی از پدیده‌های کوانتومی مثل «برهم‌نهی» و «درهم‌تنیدگی» برای انجام محاسبات استفاده می‌کنند. به واحدهای سازنده‌ی این کامپیوترها «کوانتوم بیت» یا به اختصار qubit می‌گویند. در حالی که هر بیت باینری مورد استفاده در کامپیوترهای امروزی می‌تواند یکی از مقادیر صفر یا یک را اتخاذ کند، یک بیت کوانتومی می‌تواند همزمان نماینده‌ی صفر و یک یا ترکیبی از هردو باشد. افزایش تعداد کیوبیت‌ها به شکل نمایی سرعت پردازش را افزایش می‌دهد به طوری که دو بیت باینری کار یک بیت کوانتومی را انجام می‌دهد. چهار بیت برای انجام کار دو کیوبیت لازم اند و ۸ بیت برای برابری با قدرت پردازشی سه کیوبیت. با همین حساب تعداد بیت‌های باینری که برای انجام کار یک کامپیوتر کوانتومی 100 کیوبیتی لازم‌اند از تعداد اتم‌های روی کره‌ی زمین بیشتر خواهد بود.

​

کامپیوترهای کوانتومی پتانسیل این را دارند که در سطح بسیار بالاتری از کامپیوترهای دیجیتال اطلاعات را پردازش کنند. ویلیام فیلیپس –برنده‌ی جایزه نوبل فیزیک- گذار از تکنولوژی امروزی به فناوری کوانتوم را به گذار از چرتکه به کامپیوترهای فعلی تشبیه می‌کند. در سال ۲۰۱۹ گوگل از یک کامپیوتر کوانتومی برای انجام یک محاسبه‌ی خاص استفاده کرد و این کار فقط ۲۰۰ ثانیه طول کشید. گوگل در آن زمان گفته‌بود که انجام همین پردازش با قوی‌ترین ابرکامپیوتر دیجیتال ۱۰،۰۰۰ سال طول می‌کشید.

دنیایی از فرصت‌های جدید

انجام محاسبات پیچیده مثل تلاش برای پیدا کردن راه خروج از یک هزارتوست. کامپیوترهای رایج همه‌ی راه‌ها را به ترتیب امتحان می‌کنند تا به راه خروج برسند. در مقابل برهم‌نهی این امکان را به کامپیوترهای کوانتومی می‌دهد که همه‌ی راه‌ها را همزمان امتحان کنند.

کامپیوترهای کوانتومی با حل سریعتر و دقیق‌تر مسایل پتانسیل این را دارند که تحقیقات علمی و نوآوری‌ها را شتاب دهند، مدلسازی اقتصادی و شبیه‌سازی بازارهای مالی را متحول کنند و به توسعه‌ی یادگیری ماشین و هوش مصنوعی قدرت ببخشند. از این کامپیوترها می‌توان برای مدلسازی واکنش‌های شیمیایی و برهم‌‌کنش مولکول‌ها استفاده کرد که این موضوع می‌تواند در زمینه‌ی مهندسی شیمی و علم مواد انقلابی ایجاد کند. در این صورت ما این قابلیت را پیدا خواهیم کرد که موادی جدید با ویژگی‌هایی شگفت‌انگیز بسازیم.

کامپیوترهای کوانتومی همچنین می‌توانند نظام مالی را دگرگون کنند. این ماشین‌ها می‌توانند معادلات مونت کارلو –که برای پیشبینی رفتار بازار از آن‌ها استفاده می‌شود- را بلافاصله حل کنند که این امکان را به ما می‌دهند که اقتصاد خرد و کلان را با دقت بالایی مدل‌سازی کنیم. با این قابلیت‌ها نه تنها می‌توان کسب و کارها و بازارهای مالی را بهتر مدیریت کرد بلکه می‌توان بحران‌های مالی را پیشبینی و از آن‌ها جلوگیری کرد.

حال سوالی که می‌توان مطرح کرد این است که آیا ما به این زودی آماده‌ی انقلابی دیگر در زمینه‌ی فناوری هستیم یا نه؟