آیا می تونیم یک سیستم کوانتومی رو اندازه گیری "نکنیم"؟
نکنه ی جالب در مورد یک سیستم کوانتومی اینه که حتی تعداد خیلی کم از کیوبیت ها می تونن حجم بالایی از اطلاعات رو نگه دارن، اما ما نمی تونیم همه ی ابن اطلاعات رو بخونیم. بلکه وقتی که اطلاعات رو می خونیم (اندازه گیری می کنیم) تمام اطلاعات یک کیوبیت به صفر و یا یک منطقی خلاصه میشه و بقیه ی اون اطلاعات از بین میره. اما آیا ما می تونیم یک کیوبیت رو نخونیم و همین طوری اطلاعاتش رو نگه داریم؟
اول باید توجه کنیم که اساسا این کار نمی تونه فایده داشته باشه چون در نهایت ما باید کیوبیت رو بخونیم (اندازه گیری کنیم) تا از خروجی اش استفاده کنیم. پس نگه داشتم اون وضعیت کوانتومی فایده ای نداره.
اما به شکل عملی یک وضعیت کوانتومی رو فقط میشه در کسری از ثانیه نگه داشت. چون به دلیل نویز محیطی خیلی زود وضعیت کوانتومی طی فرایند decoherence از بین میره.
پس ما اول یک وضعیت کوانتوپی پایه (همه ی کیوبیت ها صفر) می سازیم. بعد محاسبات رو انجام میدیم به شکلی که وضعیت کیوبیت ها طوری تغییر کنه که بعد از اندازه گیری احتمال رسیدن به جواب دلخواه زیاد باشه. در نهایت هم کیوبیت ها رو می خونیم. همه ی این ها در کسری از ثانیه باید اتفاق بیفته.
نکنه ی جالب در مورد یک سیستم کوانتومی اینه که حتی تعداد خیلی کم از کیوبیت ها می تونن حجم بالایی از اطلاعات رو نگه دارن، اما ما نمی تونیم همه ی ابن اطلاعات رو بخونیم. بلکه وقتی که اطلاعات رو می خونیم (اندازه گیری می کنیم) تمام اطلاعات یک کیوبیت به صفر و یا یک منطقی خلاصه میشه و بقیه ی اون اطلاعات از بین میره. اما آیا ما می تونیم یک کیوبیت رو نخونیم و همین طوری اطلاعاتش رو نگه داریم؟
اول باید توجه کنیم که اساسا این کار نمی تونه فایده داشته باشه چون در نهایت ما باید کیوبیت رو بخونیم (اندازه گیری کنیم) تا از خروجی اش استفاده کنیم. پس نگه داشتم اون وضعیت کوانتومی فایده ای نداره.
اما به شکل عملی یک وضعیت کوانتومی رو فقط میشه در کسری از ثانیه نگه داشت. چون به دلیل نویز محیطی خیلی زود وضعیت کوانتومی طی فرایند decoherence از بین میره.
پس ما اول یک وضعیت کوانتوپی پایه (همه ی کیوبیت ها صفر) می سازیم. بعد محاسبات رو انجام میدیم به شکلی که وضعیت کیوبیت ها طوری تغییر کنه که بعد از اندازه گیری احتمال رسیدن به جواب دلخواه زیاد باشه. در نهایت هم کیوبیت ها رو می خونیم. همه ی این ها در کسری از ثانیه باید اتفاق بیفته.
بحث دنیاهای موازی بحث جالبیه که معمولا شبه علم باهاش ترکیب میشه و شبیه داستان های افسانه ای نقل میشه. اما آیا واقعا ممکنه دنیاهای موازی داشته باشن؟ هم بله و هم نه. این ویدئو رو ببینید:
https://youtu.be/kTXTPe3wahc
https://youtu.be/kTXTPe3wahc
YouTube
Parallel Worlds Probably Exist. Here’s Why
The most elegant interpretation of quantum mechanics is the universe is constantly splitting
A portion of this video was sponsored by Norton. Get up to 60% off the first year (annually billed) here: https://bit.ly/32SM0yd or use promo code VERITASIUM
Special…
A portion of this video was sponsored by Norton. Get up to 60% off the first year (annually billed) here: https://bit.ly/32SM0yd or use promo code VERITASIUM
Special…
کوانتوم و سهام ها
استفاده از کوانتوم کامپیوتینگ برای بهینه سازی سود و ریسک بسته های سهام می تونه خیلی مفید باشه چون میشه این مساله ی بهینه سازی رو با قیدهای مختلف در کسری از ثانیه حل کرد. در نتیجه میشه به تغییرات بازار خیلی سریع واکنش نشون داد. این خلاصه رو خیلی دوست داشتم در این زمینه:
http://quantumwa.org/investment-optimization-with-quantum-computers/
بزرگترین ETF ها (در آمریکا) حدودا ۱۵ هزار asset دارن و بهینه سازی یک پورتفولیو با این تعداد سهام یا وجود قید های زیاد برای بهینه سازی چند دقیقه با یک کامپیوتر کلاسیک طول میکشه. اما یک سیستم کوانتومی احتمالا زیر پنج ثانیه یک جواب قابل قبول تولید میکنه.
این رویکرد الان کاملا در فاز تحقیقاته، بس نمیشه فعلا باهاش سرمایه گذاری کرد!
استفاده از کوانتوم کامپیوتینگ برای بهینه سازی سود و ریسک بسته های سهام می تونه خیلی مفید باشه چون میشه این مساله ی بهینه سازی رو با قیدهای مختلف در کسری از ثانیه حل کرد. در نتیجه میشه به تغییرات بازار خیلی سریع واکنش نشون داد. این خلاصه رو خیلی دوست داشتم در این زمینه:
http://quantumwa.org/investment-optimization-with-quantum-computers/
بزرگترین ETF ها (در آمریکا) حدودا ۱۵ هزار asset دارن و بهینه سازی یک پورتفولیو با این تعداد سهام یا وجود قید های زیاد برای بهینه سازی چند دقیقه با یک کامپیوتر کلاسیک طول میکشه. اما یک سیستم کوانتومی احتمالا زیر پنج ثانیه یک جواب قابل قبول تولید میکنه.
این رویکرد الان کاملا در فاز تحقیقاته، بس نمیشه فعلا باهاش سرمایه گذاری کرد!
#مسیر_مطالعه
چند فصل از مستندات IBM به نظرم جالب تر از بقیه اومدن که این جا می نویسم. این فصل ها هم ریاضی رو توضیح میدن و هم کد پایتون رو نوشتن. برای اجرای کدها لازم نیست برنامه ی خاصی رو سیستم نصب کنید. فقط کافیه دکمه ی Try که پایین هر بخش کد هست رو بزنید تا کد توی مرورگرتون اجرا بشه.
نمایش یک حالت کوانتومی: وقتی راجع به یک عدد صحبت می کنیم می تونیم اون رو با یک نقطه روی محور x نشونش بدیم. یا مثلا یک ساعت رو میشه با دو عقربه نشون داد. این فصل توضیح میده که چطور میشه یک حالت کوانتومی (یک کیوبیت) رو نشون داد. مشابه اش در کامپیوتر های کلاسیک میشه یک بیت که میشه با یک لامپ خاموش یا روشن نشونش داد!
https://qiskit.org/textbook/ch-states/representing-qubit-states.html
گیت ها روی یک کیوبیت: بعد از این که فهمیدیم یک کیوبیت دقیقا چیه و چطور نمایشش میدیم، حالا وقتشه که یاد بگیریم چه عملیاتی رو میشه باهاش انجام داد. این عملیات خیلی پایه ای هستن و مستقیما مساله ای رو حل نمی کنن. به طور مشابه در کامپیوتر های کلاسیک گیت ها AND و OR و NOT هستن، اما این گیت ها هم مستقیما مساله ای رو حل نمی کنن و ما با ترکیب اون ها مثلا می تونیم یک جمع کننده ی اعداد بسازیم.
https://qiskit.org/textbook/ch-states/single-qubit-gates.html
چند کیوبیت: این فصل در حقیقت محتوای فصل قبله اما برای چند کیوبیت. در ضمن توضیح میده که ترکیب کیوبیت ها چه قدرت زیادی رو به ما میده.
https://qiskit.org/textbook/ch-gates/multiple-qubits-entangled-states.html
یک الگوریتم ساده: این فصل ساده ترین الگوریتم کاربری که یک مساله رو با کوانتوم کامپیوتر حل کرد توضیح میده.
https://qiskit.org/textbook/ch-algorithms/deutsch-jozsa.html
چند فصل از مستندات IBM به نظرم جالب تر از بقیه اومدن که این جا می نویسم. این فصل ها هم ریاضی رو توضیح میدن و هم کد پایتون رو نوشتن. برای اجرای کدها لازم نیست برنامه ی خاصی رو سیستم نصب کنید. فقط کافیه دکمه ی Try که پایین هر بخش کد هست رو بزنید تا کد توی مرورگرتون اجرا بشه.
نمایش یک حالت کوانتومی: وقتی راجع به یک عدد صحبت می کنیم می تونیم اون رو با یک نقطه روی محور x نشونش بدیم. یا مثلا یک ساعت رو میشه با دو عقربه نشون داد. این فصل توضیح میده که چطور میشه یک حالت کوانتومی (یک کیوبیت) رو نشون داد. مشابه اش در کامپیوتر های کلاسیک میشه یک بیت که میشه با یک لامپ خاموش یا روشن نشونش داد!
https://qiskit.org/textbook/ch-states/representing-qubit-states.html
گیت ها روی یک کیوبیت: بعد از این که فهمیدیم یک کیوبیت دقیقا چیه و چطور نمایشش میدیم، حالا وقتشه که یاد بگیریم چه عملیاتی رو میشه باهاش انجام داد. این عملیات خیلی پایه ای هستن و مستقیما مساله ای رو حل نمی کنن. به طور مشابه در کامپیوتر های کلاسیک گیت ها AND و OR و NOT هستن، اما این گیت ها هم مستقیما مساله ای رو حل نمی کنن و ما با ترکیب اون ها مثلا می تونیم یک جمع کننده ی اعداد بسازیم.
https://qiskit.org/textbook/ch-states/single-qubit-gates.html
چند کیوبیت: این فصل در حقیقت محتوای فصل قبله اما برای چند کیوبیت. در ضمن توضیح میده که ترکیب کیوبیت ها چه قدرت زیادی رو به ما میده.
https://qiskit.org/textbook/ch-gates/multiple-qubits-entangled-states.html
یک الگوریتم ساده: این فصل ساده ترین الگوریتم کاربری که یک مساله رو با کوانتوم کامپیوتر حل کرد توضیح میده.
https://qiskit.org/textbook/ch-algorithms/deutsch-jozsa.html
حتما اسم teleportation رو در فیلم های علمی تخیلی شنیدید. teleportation یکی از اصلی ترین مباحثیه که نشون میده کوانتوم دقیقا چطور کار می کنه. ریاضی نسبتا ساده ای داره و ساختن مدار و شبیه سازی اون هم آسونه. در نتیجه در هر کتاب کوانتوم رد پاش رو می بینید. من این جا اصلا وارد ریاضیات نمیشم و فقط مفهوم رو بیان می کنم.
در فیلم ها، teleportation این طور نشون داده میشه که یک آدم وارد یک دستگاه میشه، یک دفعه غیب میشه، و بعد در کسری از ثانیه در اون طرف کهکشان در یک دستگاه ظاهر میشه. این بخش تخیلی داستان حساب میشه!
قبل از شروع بحث یک بار دیگه کیوبیت و بیت رو مرور کنیم. یک بیت، کوچکترین واحد محاسبات در کامپیوتر های کلاسیکه، یک متغیر که مقادیر صفر یا یک رو می تونه نگه داره. اما یک کیوبیت جمع (ترکیب خطی، superposition) دو بردار پایه (basis) با ضرائب مختلطه. به بیان ساده تر، یک کیوبیت دو عدد مختلط رو می تونه نگه داره.
پس یک کیوبیت مقدار بسیار بیشتری اطلاعات رو نگه می داره. خودش از دو عدد مختلط تشکیل شده، و در نتیجه بی نهایت حالت رو میتونه بپذیره. اما یک بیت فقط دو حالت رو می پذیرفت.
حالا فرض کنید که من و شما در دو طرف کهکشان زندگی می کنیم. من یک کیوبیت دارم و می خوام اون رو برای شما بفرستم. به زبان درست تر، می خوام شما هم یک کیوبیت داشته باشید که دقیقا مثل مال من باشه.
من نمی تونم کیوبیت رو اندازه گیری کنم و نتیجه رو برای شما بفرستم، چون این طوری کیوبیت من "خراب میشه"، یعنی تمام اطلاعاتش به صفر یا یک تقلیل داده میشه. من می خوام کیوبیت شما تمام اطلاعات مال من رو داشته باشه. به این میگن teleportation.
قبلا صحبت کرده بودیم که یک کیوبیت رو نمیشه کپی کرد، از نظر تئوری و عملی محاله. پس من نمی تونم کیوبیتم رو کپی کنم و براتون بفرستم. اون ضرائب مختلط رو هم که نمی تون براتون بفرستم چون هیچ راهی نیست که اون ها رو اندازه گیری کنم. اون ضرائب احتمال صفر یا یک شدن کیوبیت بعد اندازه گیری هستن و بعد اندازه گیری از بین میرن.
خوب پس چه کار کنیم؟ فرض کنید من دو کیوبیت دارم که رابطه ی entanglement دارن و یکیشون رو براتون می فرستم. تا حالا هیچ دانشی یا اون کیوبیت که می خواستیم اطلاعاتش رو ارسال کنیم فرستاده نشده. حالا من دو کیوبیت دارم، یکی اون entanglement شده با کیوبیت شما و یکی هم کیوبیتی که می خوام اطلاعاتش رو ارسال کنم. شما هم یک دونه کیوبیت دارید که با یکی از کیوبیت های من entanglement داره.
حالا من هر دو کیوبیتم رو اندازه گیری می کنم. در نتیجه دو متغیر که بی نهایت مقدار رو می تونستن نشون بدن خلاصه میشن به دو بیت معمولی، یک جفت صفر و یک. یعنی اطلاعات اون کیوبیتی که می خواستیم منتقلش کنیم از بین رفت...
حالا من اون دو تا بیت (کلا چهار حالت) رو برای شما می فرستم. با توجه به مقدار این دو بیت، شما یک گیت رو انتخاب و سر راه اون کیوبیتی که دستتونه قرار می دید. خروجی اون بیت دقیقا اطلاعات کیوبیت من رو داره! جادوی کوانتوم.
ما اطلاعات (نه خود) کیوبیت رو منتقل کردیم. اما کپی اش نکردیم. چون در یک زمان واحد فقط یک کیوبیت با اون اطلاعات وجود داشته.
اگر کل این قضیه به نظرتون عجیب و نامفهوم اومد، دلیلش اینه ما این جا اصلا وارد ریاضیات قضیه نشدیم. از نظر ریاضی، هیچ چیز جادویی این جا وجود نداره. بخش زیادی از کوانتوم هست که ما هنوز توجیهی براش نداریم و برامون عجیبه. اما ریاضیات و آزمایش ها فرضیات رو اثبات می کنن.
آیا با این کار میشه اطلاعات رو بیشتر از سرعت نور منتقل کرد؟ نه، چون یادتون باشه من باید دو بیت رو برای شما ارسال کنم که حداکثر میشه با سرعت نور این کار رو انجام داد.
آیا واقعا دو بیت معمولی تمام اون فضای بی نهایت رو در خودشون خلاصه کردن؟ نه، یادتون باشه به جز اون دو تا بیت، ما دو تا کیوبیت entangeled هم داشتیم.
آیا میشه انسان رو هم همین طوری منتقل کرد به اون طرف کهکشان؟ نه، چون teleportation جسم رو متقل نمیکنه، اطلاعات رو منتقل میکنه. خواص کوانتومی هم در مقیاس خیلی کوچک و شرایط خاص خودشون رو نشون میدن و حفظ میشن.
توضیحات در سایت IBM با کد و تصویر:
https://qiskit.org/textbook/ch-algorithms/teleportation.html
دموی آنلاین:
https://tinyurl.com/3yx2m5uk
در فیلم ها، teleportation این طور نشون داده میشه که یک آدم وارد یک دستگاه میشه، یک دفعه غیب میشه، و بعد در کسری از ثانیه در اون طرف کهکشان در یک دستگاه ظاهر میشه. این بخش تخیلی داستان حساب میشه!
قبل از شروع بحث یک بار دیگه کیوبیت و بیت رو مرور کنیم. یک بیت، کوچکترین واحد محاسبات در کامپیوتر های کلاسیکه، یک متغیر که مقادیر صفر یا یک رو می تونه نگه داره. اما یک کیوبیت جمع (ترکیب خطی، superposition) دو بردار پایه (basis) با ضرائب مختلطه. به بیان ساده تر، یک کیوبیت دو عدد مختلط رو می تونه نگه داره.
پس یک کیوبیت مقدار بسیار بیشتری اطلاعات رو نگه می داره. خودش از دو عدد مختلط تشکیل شده، و در نتیجه بی نهایت حالت رو میتونه بپذیره. اما یک بیت فقط دو حالت رو می پذیرفت.
حالا فرض کنید که من و شما در دو طرف کهکشان زندگی می کنیم. من یک کیوبیت دارم و می خوام اون رو برای شما بفرستم. به زبان درست تر، می خوام شما هم یک کیوبیت داشته باشید که دقیقا مثل مال من باشه.
من نمی تونم کیوبیت رو اندازه گیری کنم و نتیجه رو برای شما بفرستم، چون این طوری کیوبیت من "خراب میشه"، یعنی تمام اطلاعاتش به صفر یا یک تقلیل داده میشه. من می خوام کیوبیت شما تمام اطلاعات مال من رو داشته باشه. به این میگن teleportation.
قبلا صحبت کرده بودیم که یک کیوبیت رو نمیشه کپی کرد، از نظر تئوری و عملی محاله. پس من نمی تونم کیوبیتم رو کپی کنم و براتون بفرستم. اون ضرائب مختلط رو هم که نمی تون براتون بفرستم چون هیچ راهی نیست که اون ها رو اندازه گیری کنم. اون ضرائب احتمال صفر یا یک شدن کیوبیت بعد اندازه گیری هستن و بعد اندازه گیری از بین میرن.
خوب پس چه کار کنیم؟ فرض کنید من دو کیوبیت دارم که رابطه ی entanglement دارن و یکیشون رو براتون می فرستم. تا حالا هیچ دانشی یا اون کیوبیت که می خواستیم اطلاعاتش رو ارسال کنیم فرستاده نشده. حالا من دو کیوبیت دارم، یکی اون entanglement شده با کیوبیت شما و یکی هم کیوبیتی که می خوام اطلاعاتش رو ارسال کنم. شما هم یک دونه کیوبیت دارید که با یکی از کیوبیت های من entanglement داره.
حالا من هر دو کیوبیتم رو اندازه گیری می کنم. در نتیجه دو متغیر که بی نهایت مقدار رو می تونستن نشون بدن خلاصه میشن به دو بیت معمولی، یک جفت صفر و یک. یعنی اطلاعات اون کیوبیتی که می خواستیم منتقلش کنیم از بین رفت...
حالا من اون دو تا بیت (کلا چهار حالت) رو برای شما می فرستم. با توجه به مقدار این دو بیت، شما یک گیت رو انتخاب و سر راه اون کیوبیتی که دستتونه قرار می دید. خروجی اون بیت دقیقا اطلاعات کیوبیت من رو داره! جادوی کوانتوم.
ما اطلاعات (نه خود) کیوبیت رو منتقل کردیم. اما کپی اش نکردیم. چون در یک زمان واحد فقط یک کیوبیت با اون اطلاعات وجود داشته.
اگر کل این قضیه به نظرتون عجیب و نامفهوم اومد، دلیلش اینه ما این جا اصلا وارد ریاضیات قضیه نشدیم. از نظر ریاضی، هیچ چیز جادویی این جا وجود نداره. بخش زیادی از کوانتوم هست که ما هنوز توجیهی براش نداریم و برامون عجیبه. اما ریاضیات و آزمایش ها فرضیات رو اثبات می کنن.
آیا با این کار میشه اطلاعات رو بیشتر از سرعت نور منتقل کرد؟ نه، چون یادتون باشه من باید دو بیت رو برای شما ارسال کنم که حداکثر میشه با سرعت نور این کار رو انجام داد.
آیا واقعا دو بیت معمولی تمام اون فضای بی نهایت رو در خودشون خلاصه کردن؟ نه، یادتون باشه به جز اون دو تا بیت، ما دو تا کیوبیت entangeled هم داشتیم.
آیا میشه انسان رو هم همین طوری منتقل کرد به اون طرف کهکشان؟ نه، چون teleportation جسم رو متقل نمیکنه، اطلاعات رو منتقل میکنه. خواص کوانتومی هم در مقیاس خیلی کوچک و شرایط خاص خودشون رو نشون میدن و حفظ میشن.
توضیحات در سایت IBM با کد و تصویر:
https://qiskit.org/textbook/ch-algorithms/teleportation.html
دموی آنلاین:
https://tinyurl.com/3yx2m5uk
GitHub
textbook/notebooks/ch-algorithms at main · Qiskit/textbook
Source content for the Qiskit Textbook. Contribute to Qiskit/textbook development by creating an account on GitHub.
"محاسبات کوانتومی" یک کانال تلگرامه که سعی میکنه نحوه ی کار کوانتوم کامپیوترها رو به زبان ساده توضیح بده و بگه که چطور میشه با اون ها به شکل عملی کار کرد.
ما رو به دوستانتون هم معرفی کنید!
@quantum_farsi
ما رو به دوستانتون هم معرفی کنید!
@quantum_farsi
محاسبات کوانتومی pinned «"محاسبات کوانتومی" یک کانال تلگرامه که سعی میکنه نحوه ی کار کوانتوم کامپیوترها رو به زبان ساده توضیح بده و بگه که چطور میشه با اون ها به شکل عملی کار کرد. ما رو به دوستانتون هم معرفی کنید! @quantum_farsi»
در چه مکان هایی میشه یک کوانتوم کامپیوتر رو نصب کرد؟
کوانتوم کامپیوترها گرون هستن و به واسطه ی کاربرد محدودی که دارن، نمیشه انتظار داشت یک روز روی هر میز اون ها رو ببینیم. اما آیا میشه از اون ها در هر جایی که نیاز هست استفاده کرد؟ امروزه، خیر.
کوانتوم کامپیوتر ها دو بخش اصلی دارن. بخش اول یک کامپیوتر سرور کلاسیکه که مشابه سیستم های قدرتمندی هست که همین الان در دسترس همه ی ما قرار داره. بخش دوم خود چیپ (پردازنده) کوانتومیه که داخل یخچال (در دمای چندمیلی کلوین) قرار داره. این دو عموما نزدیک به هم هستن تا راحت تر به هم متصل بشن.
کامیوتر کلاسیک:
برای کامپیوتر کلاسیک محدودیت خاصی وجود نداره. به جز این که فضا عاری از گرد و غبار باشه و دما ی اتاق هم گرم نباشه. این شرایط رو تقریبا در تمام سازمان ها و ادارات و شرکت ها برای سرور ها به سادگی به وجود میارن.
کامپیوتر کوانتومی:
۱. دما و انرژی: برای یخچال (که پردازنده داخلش هست) محدودیت های بیشتری وجود داره. مصرف انرژی یخچال بسیار زیاده. در نتیجه در موقع قطع برق به راحتی نمیشه سیستم تامین انرژی جایگزین (مثل UPS) داشت. حتی یک لحظه خاموش شدن یخچال باعث میشه که دما چند هزارم درجه زیاد بشه و پردازنده کوانتومی از کار بیافته.
۲. میدان مغناطیسی: پردازنده ی کوانتومی به میدان های مغناطیسی حساسه. در نتیجه ساختمان و خود یخچال باید به خوبی عایق شده باشه. پس آماده کردن محیط کار کامپیوتر کوانتومی هزینه بیشتری نسبت به کامپیوتر کلاسیک داره.
۳. لرزش: کوچک ترین لرزشی، در حد عبور یک کامیون، کار پردازنده ی کوانتومی رو مختل می کنه. برای همین کوانتوم کامپیوتر ها رو نمیشه به راحتی در محیط هایی با احتمال زمین لرزه قرار داد. یک سازه ی خاص هم استفاده نمیشه تا لرزش زمین رو بگیره، مثل یک گهواره.
سه مورد بالا باعث میشه که خرید و نصب یک کوانتوم کامپیوتر به شدت پرهزینه بشه.
کوانتوم کامپیوترها گرون هستن و به واسطه ی کاربرد محدودی که دارن، نمیشه انتظار داشت یک روز روی هر میز اون ها رو ببینیم. اما آیا میشه از اون ها در هر جایی که نیاز هست استفاده کرد؟ امروزه، خیر.
کوانتوم کامپیوتر ها دو بخش اصلی دارن. بخش اول یک کامپیوتر سرور کلاسیکه که مشابه سیستم های قدرتمندی هست که همین الان در دسترس همه ی ما قرار داره. بخش دوم خود چیپ (پردازنده) کوانتومیه که داخل یخچال (در دمای چندمیلی کلوین) قرار داره. این دو عموما نزدیک به هم هستن تا راحت تر به هم متصل بشن.
کامیوتر کلاسیک:
برای کامپیوتر کلاسیک محدودیت خاصی وجود نداره. به جز این که فضا عاری از گرد و غبار باشه و دما ی اتاق هم گرم نباشه. این شرایط رو تقریبا در تمام سازمان ها و ادارات و شرکت ها برای سرور ها به سادگی به وجود میارن.
کامپیوتر کوانتومی:
۱. دما و انرژی: برای یخچال (که پردازنده داخلش هست) محدودیت های بیشتری وجود داره. مصرف انرژی یخچال بسیار زیاده. در نتیجه در موقع قطع برق به راحتی نمیشه سیستم تامین انرژی جایگزین (مثل UPS) داشت. حتی یک لحظه خاموش شدن یخچال باعث میشه که دما چند هزارم درجه زیاد بشه و پردازنده کوانتومی از کار بیافته.
۲. میدان مغناطیسی: پردازنده ی کوانتومی به میدان های مغناطیسی حساسه. در نتیجه ساختمان و خود یخچال باید به خوبی عایق شده باشه. پس آماده کردن محیط کار کامپیوتر کوانتومی هزینه بیشتری نسبت به کامپیوتر کلاسیک داره.
۳. لرزش: کوچک ترین لرزشی، در حد عبور یک کامیون، کار پردازنده ی کوانتومی رو مختل می کنه. برای همین کوانتوم کامپیوتر ها رو نمیشه به راحتی در محیط هایی با احتمال زمین لرزه قرار داد. یک سازه ی خاص هم استفاده نمیشه تا لرزش زمین رو بگیره، مثل یک گهواره.
سه مورد بالا باعث میشه که خرید و نصب یک کوانتوم کامپیوتر به شدت پرهزینه بشه.
متاسفانه خیلی ها، حتی با وجود اثبات های علمی، گاهی به وجود بابانوئل شک می کنن.
این ویدئو با استفاده از مکانیک کوانتوم میگه که (۱) چطور بابانوئل در یک شب به تمام خونه ها سر میزنه، (۲) چطور کسی تا به حال اون رو ندیده، و (۳) چطور از در خونه وارد میشه!
کریسمس و سال نو مبارک!
https://youtu.be/2GTZvNgAM7Q
این ویدئو با استفاده از مکانیک کوانتوم میگه که (۱) چطور بابانوئل در یک شب به تمام خونه ها سر میزنه، (۲) چطور کسی تا به حال اون رو ندیده، و (۳) چطور از در خونه وارد میشه!
کریسمس و سال نو مبارک!
https://youtu.be/2GTZvNgAM7Q
YouTube
How does Santa deliver ALL presents in ONE night?
Twas the night before Christmas, when all through the land
Not a physicist could sleep, for they knew what was planned,
Their detectors were hung by the chimney with care,
In hopes that St Nicholas soon would be there.
The Higgs was quite easy, gravitational…
Not a physicist could sleep, for they knew what was planned,
Their detectors were hung by the chimney with care,
In hopes that St Nicholas soon would be there.
The Higgs was quite easy, gravitational…