پیشتازی کامپیوترهای کلاسیک در حل مسئله‌ای غیرممکن/ شکست فناوری کوانتومی در آزمون پیچیده

به گزارش خبرنگار علم و فناوری یورنا، در اوایل سال جاری، آزمایش‌ها با به چالش کشیدن مفاهیم رایج، محدودیت‌های قابلیت‌های رایانه‌های کلاسیک را شکستند. فناوری باینری قدیمی نه تنها مشکلی را که به طور خاص برای پردازش کوانتومی در نظر گرفته شده بود حل کرد، بلکه از آن پیشی گرفت.

اکنون فیزیکدانان مرکز فیزیک محاسباتی کوانتومی موسسه Flatiron توضیحی برای این پیشرفت ارائه کرده اند که می تواند به تعریف بهتر مرزهای بین این دو روش بسیار متفاوت پردازش کمک کند.

این مشکل مربوط به شبیه‌سازی دینامیک مدل متقاطع میدان (TFI) است که هم‌ترازی حالت‌های اسپین کوانتومی بین ذرات در فضای پراکنده را توصیف می‌کند. با توجه به ماهیت مشکل، این یک آزمایش خوب برای مرزهای فعلی محاسبات کوانتومی در نظر گرفته شده است، زیرا این فناوری از ریاضیات احتمالات در پشت ذرات مشاهده نشده که در حالت های نامشخص و مرموز هستند، بهره برداری می کند.

اگرچه این آزمایش موفقیت آمیز بود، اما آزمایشات بعدی نشان داد که رایانه های کلاسیک نیز قادر به حل این مشکل هستند.

به گفته جوزف تیندال و دریس سلز از موسسه Flatiron، این به دلیل رفتاری به نام “محصور کردن” امکان پذیر است، که در آن حالت های بسیار پایدار بین خواص نامشخص ذرات ظاهر می شود و این امکان را برای کامپیوترهای کلاسیک فراهم می کند.

تیندال گفت: «ما واقعاً از هیچ تکنیک پیشرفته ای استفاده نکردیم. ما فقط ایده های زیادی را به روشی زیبا و مختصر کنار هم قرار دادیم تا مشکل را قابل حل کنیم.

مهمترین بخش این تحقیق شناسایی و استفاده از وجود زندان در مدل TFI بود. زندان پدیده جدیدی نیست اما تاکنون با این مدل همراه نبوده است.

محصور کردن مولکول ها را در خوشه های کوچکتر نگه می دارد، انرژی موجود را محدود می کند و الگوهای درهم تنیدگی را که می تواند در سیستم منتشر شود کاهش می دهد. این الگو یکی از ویژگی های فیزیک کوانتومی است. این پدیده مانند حل یک تکه کوچک از یک پازل بزرگ است، اما نه کل آن.

از طریق یک سری شبیه‌سازی و محاسبات، محققان نشان دادند که الگوریتم‌های کامپیوتری کلاسیک می‌توانند آنچه را که در مدل TFI اتفاق می‌افتد به طور مؤثرتر و دقیق‌تری نسبت به رایانه‌های کوانتومی توصیف کنند.

تیندال گفت: در این سیستم، آهنرباها به طور ناگهانی مختل نمی شوند. به سادگی حول حالت اولیه خود نوسان می کند، حتی در زمان های طولانی.

این نتایج، محدودیت‌های کاری را که رایانه‌های کوانتومی می‌توانند انجام دهند، مشخص می‌کند، به‌ویژه در حوزه مشکلاتی که به نظر می‌رسید تنها با این دستگاه‌ها قابل حل هستند. با این حال، بسیاری از وعده های این فناوری هنوز محقق نشده است و دانشمندان همچنان در حال بررسی این سیستم ها برای کشف پتانسیل آنها هستند.

تیندل گفت: «مرزهایی بین آنچه که می توان با محاسبات کوانتومی انجام داد و آنچه می توان با رایانه های کلاسیک انجام داد وجود دارد. در حال حاضر، این خط بسیار مبهم است و من معتقدم کار ما به شفاف‌تر شدن آن کمک خواهد کرد.

این تحقیق در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.

انتهای پیام/