اپیزود نخست فصل "در جستجوی برتری کوانتومی"؛ کامپیوترهای کوانتومی و آینده محاسبات

در دهه 1940 نخستین کامپیوترهای الکترونیکی شکل گرفتند؛ ماشین‌هایی مثل ENIAC و Colossus که سیستم‌هایی غول‌آسا، پرمصرف، با لامپ‌های خلأ و مدارهای ابتدایی بودند. اما تنها در طول چند دهه بعد، کامپیوترها سراسر جهان را تسخیر کردند و در نهایت، این سیستم‌ها آن‌قدر کوچک شدند که در قالب تراشه‌هایی با میلیاردها ترانزیستور توی جیب شما به عنوان تلفن همراه، جا می‌گیرند.

از همان ابتدای این تحولات، دانشمندان یک سؤال بزرگ داشتند: اینکه تا کجا می‌توان این سیستم‌های محاسباتی را کوچک‌تر کرد؟

قانون مور بیان می‌کند که تعداد ترانزیستورهای روی یک تراشه، تقریباً هر دو سال یک‌بار دو برابر می‌شود! کمی بهش فکر کنید؛ قانون مور فقط یک پیش‌بینی نبود، بلکه این هشدار رو نیز به همراه داشت که کوچک‌کردن ترانزیستورها تا ابد از نظر فیزیکی قرار نیست ممکن باشه. چرا که وقتی ابعاد به مقیاس اتمی می‌رسد، مکانیک کوانتومی وارد بازی می‌شود؛ الکترون‌ها از سدها تونل می‌زنند؛ ترازهای انرژی ناپایدار می‌شوند؛ و مقیاس‌بندی کلاسیک می‌شکند.

شاید این شما را یاد کامپیوترهای کوانتومی بیندازد، اما اینجا یک نکتهٔ ظریف هست؛ مکانیک کوانتومی از همان ابتدا، در ساخت همین کامپیوتر کلاسیکی که الان استفاده می‌کنید نقش بنیادی داشته است. ترانزیستورها، لیزرها، فیزیک نیمه‌رساناها، همه بر اثرات کوانتومی تکیه دارند.

در مسیر این تحولات، یک سخنرانی جنجالی از ریچارد فاینمن موجب ایجاد مسیر جدید پژوهشی شد؛ او استدلال کرد که اگر خود طبیعت کوانتومی است، برای شبیه‌سازی کارآمدِ طبیعت، باید از خودِ سیستم‌های کوانتومی استفاده کنیم. و این همان جرقه‌ای بود که ما را الان در این نقطه قرار داده است.

در قسمت اول از فصل چهارم رادیو سایکت، به دنبال پاسخ به این هستیم که آیا آیندهٔ محاسبات واقعاً در دست کامپیوترهای کوانتومی است؟ و آیا می‌توانند به وعدهٔ «برتری کوانتومیِ کاربردی یا Practical» عمل کنند؟

به رادیو سایکت خوش آمدید.

رادیو سایکت: در جستجوی برتری کوانتومی

اپیزود اول فصل چهارم - کامپیوترهای کوانتومی و آینده محاسبات

سازنده پادکست: مدرسه علم و فناوری کوانتوم سایکت (psiket.com)

نویسنده: نازلی صمدی

ناظر علمی: دکتر مهدی رمضانی

گوینده و تدوین‌گر: مهندس امیررضا