(ویدئو) پیچیدگی کامپیوترهای کوانتومی و چگونگی حل معادلات در کسری از ثانیه

به گزارش پایگاه خبری سوفیانیوز، کامپیوترهای کوانتومی بر پایه اصول مکانیک کوانتومی عمل می‌کنند، که تفاوت‌های بنیادینی با کامپیوترهای کلاسیک دارند. در حالی که کامپیوترهای کلاسیک از بیت‌ها برای ذخیره و پردازش اطلاعات استفاده می‌کنند، کامپیوترهای کوانتومی از کیوبیت‌ها (qubits) استفاده می‌کنند. یک بیت می‌تواند تنها دو حالت (0 یا 1) داشته باشد، اما یک کیوبیت می‌تواند هم‌زمان در ترکیبی از این دو حالت باشد، که این ویژگی به دلیل پدیده‌ای به نام "برهم‌نهی" (superposition) در مکانیک کوانتومی امکان‌پذیر است.

علاوه بر برهم‌نهی، کامپیوترهای کوانتومی از پدیده دیگری به نام "درهم‌تنیدگی" (entanglement) نیز بهره می‌برند. وقتی کیوبیت‌ها در هم‌تنیده می‌شوند، تغییر حالت یک کیوبیت به طور آنی بر دیگری تأثیر می‌گذارد، حتی اگر فاصله زیادی بین آن‌ها باشد. این ویژگی به کامپیوترهای کوانتومی اجازه می‌دهد تا به طور هم‌زمان تعداد زیادی از حالات را بررسی کنند و به همین دلیل می‌توانند مسائلی که برای کامپیوترهای کلاسیک بسیار زمان‌بر هستند را سریع‌تر حل کنند.

جستجوی کوانتومی یکی از مهم‌ترین الگوریتم‌های کوانتومی است که به‌طور خاص بهینه‌سازی و یافتن سریع راه‌حل‌ها در میان داده‌های بزرگ را ممکن می‌سازد. این الگوریتم‌ها، مانند الگوریتم گراور (Grover’s algorithm)، می‌توانند سرعت جستجو در یک پایگاه داده نامرتب را از مقیاس خطی (O(N)) به مقیاس ریشه دوم (O(√N)) کاهش دهند.

با این حال، کامپیوترهای کوانتومی هنوز در مراحل اولیه توسعه خود هستند و چالش‌های فراوانی مانند کنترل دقیق کیوبیت‌ها و مقابله با خطاها باید برطرف شوند تا این فناوری به صورت گسترده‌تر مورد استفاده قرار گیرد.