كامپيوترهاي كوانتومي
اغلب كامپيوترهاي ديجيتال امروزي بر اساس ماشين تورينگ ساخته شده اند.اين ماشين دستگاهي است فرضي،شامل نواري با طول نامحدود كه هر خانه در آن ميتواند يك علامت(مثلا صفر يا يك)را در خود جاي دهد يا خالي بماند.يك هد خواندن نوشتن ميتواند اين علائم را خوانده ودستورالعمل هاي لازم را براي اجرا به ماشين بدهد.كامپيوترهاي امروزي بر همين مبنا با بايت هايي كار ميكنند كه ميتوانند روشن يا خاموش، صفر يا يك باشند.
اين كامپيوترها هر بيت داده را با حضور يا عدم حضور الكترون ها روي يك ترانزيستور متمايز مي كنند.يك الكترون مي تواند داراي حركت چرخشي يا اسپيني با جهت خاص يا خلاف آن جهت باشد يا حتي مي تواند داراي تركيبي از اسپين هاي مختلف باشد. از همين ويژگي الكترون ها مي توان براي مقداردهي استفاده كرد، الكترون در اسپيني با يك جهت مشخص صفر و در اسپيني خلاف جهت آن يك تلقي شود. فيزيك كوانتوم مي گويد كه الكترون داراي احتمالي از اسپين در يك جهت يا جهت ديگر است. اما تا زماني كه حركت آن را سنجيد نمي توانيد در يابيد كه در كدام جهت مي چرخند. تقريبأ مي توان گفت ، جهت چرخش الكترون غير قابل پيش بيني است و به همين ترتيب يك بيت اطلاعات كوانتومي يا كيوبيت (Qubit) مي تواند غير قابل پيش بيني باشد.يعني به طور همزمان هم صفر و هم يك باشد. همين نامعلومي نتيجه جالبي در پي دارد كه وقتي به جاي يك كيوبيت دو كيوبيت را مجسم كنيد، ملموس تر خواهد بود: دو كيوبيت ما مي توانند در يك زمان ،تركيبي از تمام حالت هاي ممكن را ايجاد كنند:هر دو صفر (0،0)،هر دو يك (1،1) اولي صفر و دومي يك (1،0)و اولي يك و دومي صفر (0،1) با اضافه كردن يك كيوبيت ديگر و بررسي تمام حالات (111،110،101،100،011،010،001،000)به سادگي در مي يابيم كه اگر n تعداد كيوبيت ها باشد ،n2 حالت ممكن وجود خواهد داشت . پس با در نظر گرفتن اين كه يك كامپيوتر مبتني بر بيت هاي كوانتومي تعداد حالات پايه بيشتري نسبت به كامپيوترهايي بر پايه بيت هاي معمولي دارد، به طور همزمان مي تواند دستورات بيشتري اجرا كند.
3884
كامپيوترهاي كوانتومي
اغلب كامپيوترهاي ديجيتال امروزي بر اساس ماشين تورينگ ساخته شده اند.اين ماشين دستگاهي است فرضي،شامل نواري با طول نامحدود كه هر خانه در آن ميتواند يك علامت(مثلا صفر يا يك)را در خود جاي دهد يا خالي بماند.يك هد خواندن نوشتن ميتواند اين علائم را خوانده ودستورالعمل هاي لازم را براي اجرا به ماشين بدهد.كامپيوترهاي امروزي بر همين مبنا با بايت هايي كار ميكنند كه ميتوانند روشن يا خاموش، صفر يا يك باشند.
اين كامپيوترها هر بيت داده را با حضور يا عدم حضور الكترون ها روي يك ترانزيستور متمايز مي كنند.يك الكترون مي تواند داراي حركت چرخشي يا اسپيني با جهت خاص يا خلاف آن جهت باشد يا حتي مي تواند داراي تركيبي از اسپين هاي مختلف باشد. از همين ويژگي الكترون ها مي توان براي مقداردهي استفاده كرد، الكترون در اسپيني با يك جهت مشخص صفر و در اسپيني خلاف جهت آن يك تلقي شود. فيزيك كوانتوم مي گويد كه الكترون داراي احتمالي از اسپين در يك جهت يا جهت ديگر است. اما تا زماني كه حركت آن را سنجيد نمي توانيد در يابيد كه در كدام جهت مي چرخند. تقريبأ مي توان گفت ، جهت چرخش الكترون غير قابل پيش بيني است و به همين ترتيب يك بيت اطلاعات كوانتومي يا كيوبيت (Qubit) مي تواند غير قابل پيش بيني باشد.يعني به طور همزمان هم صفر و هم يك باشد. همين نامعلومي نتيجه جالبي در پي دارد كه وقتي به جاي يك كيوبيت دو كيوبيت را مجسم كنيد، ملموس تر خواهد بود: دو كيوبيت ما مي توانند در يك زمان ،تركيبي از تمام حالت هاي ممكن را ايجاد كنند:هر دو صفر (0،0)،هر دو يك (1،1) اولي صفر و دومي يك (1،0)و اولي يك و دومي صفر (0،1) با اضافه كردن يك كيوبيت ديگر و بررسي تمام حالات (111،110،101،100،011،010،001،000)به سادگي در مي يابيم كه اگر n تعداد كيوبيت ها باشد ،n2 حالت ممكن وجود خواهد داشت . پس با در نظر گرفتن اين كه يك كامپيوتر مبتني بر بيت هاي كوانتومي تعداد حالات پايه بيشتري نسبت به كامپيوترهايي بر پايه بيت هاي معمولي دارد، به طور همزمان مي تواند دستورات بيشتري اجرا كند.
3884
تميز كردن نماي ساختمان