الحاسوب الكمومي قاب قوسين أوأدنى
الباحثون في قارتين يعلنون عن إختراقين مدويين في مجال الحوسبة الكمومية اليوم --أولهما نظام كمومى مبني على معمارية فون نيومان المألوفة التى تتضمن (المعالج - الذاكرة)،والثانية هى عمل محاكى كمومى-رقمى مبني على منصة كمبيوتر كمومى. وعلى الرغم من حتى هذه التطورات لا تزال مقيدة داخل المختبر، فإنها تعد علامة أخرى على حتى نقلة نوعية في مجال الحوسبة قد تكون قاب قوسين أوأدنى.
في الدراسة الأولى، فإن الباحثين في جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا يقولون انهم قد قامو ببناء أول رقاقة حاسوب كمومى يعمل على أساس نظام فون نيومان. سميت على اسم المهندس الذي صمم هذا المفهوم ، ويجمع بين الهندسة المعمارية (المعالجات والذاكرة) لفون نيومان ، لأنها الأساس لكل كمبيوتر هناك. (مع استثناء واحد ملحوظ مؤخرا.)
هذه الوحدة المعالجة المركزية الكمومية (quCPU؟) هى إختراقة كبيرة، ذلك لأن أجهزة الكمبيوتر الكمومية حسب تعريفها هى صعبة التصميم. لأنها تقوم على مفهوم التراكب -- حيث البتة الكمومية أو, qubit, تستطيع التواجد في حالتين مختلفتين في حتى واحد .أوبعبارة أخرى ، يمكن حتى تكون 0 أو1 في الوقت نفسه ، وبالتالي فإنه يمكن تطبيق العمليات الحسابية بسرعة أكبر من أي نظام قائم على 0 أو1. ولكنه من الصعب المحافظة على qubits في حالةقد يكون ذلك فيها ذلك ممكنا, حيث يحدث التداخل -- أي في : قراءة بياناتها --وذلك يمكن حتى يدمر قدرات التراكب بها.لذا فإن نظاما قادر على دمج ذاكرة الوصول العشوائى داخل ال qubits هوخطوة عظمى نحوحاسوب كمومى فاعل.
الباحثون في فرع سانتا باربرا UCSB, قاموبتبريد quCPU إلى ما يقرب من درجة الصفر المطلق ، وقاموبإجراء عمليات حسابية قليلة. وتجولت المعلومات الكمومية ذهابا وإيابا بين عناصر التخزين والتجهيز،وأسفر ذلك عن أداء جيدا جدا للنظام -- ليس تماما، لكنها بداية. وجدوا أيضا حتى الذاكرة الكمومية يمكنها الاحتفاظ بالمعلومات لفترات أطول بكثير من البتة الكمومية أو, qubit وهذا يعد أيضا علامة جيدة.
المستوى المقبلة ،هى حتى الفريق يسعى لزيادة عدد الأجهزة الكمومية المتكاملة على شريحة واحدة، فهم يدرسون مواد معدنية مختلفة لجعل هذا أسهل، وفقا لPhysics World.
وفي ورقة أخرى تخص الحاسوب الكمومى، فإن الباحثون في النمسا أدرجو تقريرا من النمسا يحكى عن بناء أول جهاز محاكاة كمومى جاهز للعمل --وهونوع من مثل جهاز الحاسوب الكمومي ، ولكنه مختلفة في النطاق. ويمكن استخدامه لوضع نموذج لسلوك النظم الكمومية ، التي يمكن حتى تساعد في تحسين محتمل لأجهزة الحاسوب الكمومي.
قد يحدث من المفيد لأسباب كثيرة وضع نموذج لسلوك النظم الكمومية، ولكن هذا محال مع جهاز كمبيوتر تقليدي، كما أبرز ذلك ريتشارد فاينمان في عام 1982. من أنه يفترض أن يستغرق وقتا طويلا، مع نظام يسير العمل أكثر وأكثر بطأ حدثا زادت في العمليات الحسابية. وللحصول على وصف عام للنظام الكمومى الذى يدار مع 300 من الجسيمات ، فإن الكمبيوتر بحاجة الى مزيد من الذاكرة مما يوجد في العالم -- حتى لوتمت معالجة جميع هذه البيانات في الكون بإدماجها في الذاكرة، كما وضع الباحثون النمساويون في العام الماضي. لكن جهاز محاكاة الكموم، والتي يمكنه إتمام الكثير من العمليات الحسابية ، لا يقابله هذا التباطؤ. ولإنجازاحدة مثل تلك العمليات الكمومية ,سيكون عليك المراقبة بعناية فائقة عملية الإعداد للمحاكاة , وهذا هوماعملة النمساويون بالضبط..
واستخدم فريق ست من ذرات الكالسيوم المبردة بالليزر ك qubits ،وأستخدمت نبضات الليزر لبدء العمليات الحسابية. ووجد الباحثون حتى النظام يمكن حتى يحاكى عدة أنواع من أنظمة التفاعل الدورانية ، ووفقا لمجلة العلوم، والتي نشرت جميع من البحثين اليوم.فإنه يمكن برمجة جهاز محاكاة لمحاكاة أي نوع من النظم الكمومية ،هكذا يقول الباحثون.
تعطى مثل هذه الاختراقات ،دليلاعلى حتى أجهزة الحواسيب الكمومية قد صارت أقرب من أي وقت مضى.
http://www.popsci.com/technology/article/2011-09/two-key-computing-advances-bring-quantum-computers-closer-reality