علوم و فنون جدید

 نظرسنجي شماره 1
در مورد كدام‌يك از موضوعات مطرح شده مايل به كسب اطلاعات بيشتر هستيد؟






ارائه نظر 
 محاسبات كوانتومي
محاسبات كوانتومي
اگرچه محاسبات كوانتومي هنوز دوران كودكي خود را سپري مي‌كند، پژوهش در هر دو حوزه‌ي تئوري وعملي با سرعت چشم‌گيري پيش مي‌رود.

مطلب قبلي ( سلام )

صفحه ي اصلي علوم و فنون جديد

مطلب بعدي( بيوانفورماتيک )



محاسبات كوانتومي

آيا تاكنون نام قانون مور را شنيده‌ايد؟ حدود 40 سال پيش، «گوردون مور» (Gordon Moor) از بنيان‌گذاران شركت «اينتل» با در نظر‌گرفتن روند تغيير ميزان پيچيد‌گي مدارهاي ميكرو‌الكترونيك پيش‌بيني كرد اين ميزان هر‌سال دو برابر شود.معيار اندازه‌گيري اين پيچيدگي تعداد ترانزيستور در واحد سطح بود. بر اساس اين پيش بيني، هر سال ‌IC هايي به بازار مي‌آمدند كه تعداد ترانزيستورهاي آن‌ها در واحد سطح، دو برابر سال قبل بود. اين پيش‌بيني كم‌كم به‌عنوان شاخصي براي پيش‌بيني آينده‌ي صنعت ميكروالكترونيك تبديل شد و نام قانون به خود گرفت .

اما لحظه‌اي تامل كنيد: دو برابر شدن تعداد ترانزيستورها يعني نصف شدن ابعاد آن‌ها!بديهي است كه براي كوچك‌شدن ابعاد ترانزيستورها حد پاييني وجود دارد. به اين معني كه اندازه‌ي چيپ‌هاي سيليكوني سرانجام به جايي ميرسد كه از حدود ابعاد اتمي بزرگ‌تر نخواهد ‌بود و فيزيك حاكم برابعاد اتمي ديگر از قوانين كلاسيك پيروي نمي‌كند.ومشكل دقيقا از همين‌جا شروع مي‌شود:

از يك‌سو براي افزايش سرعت پردازش داده‌ها بايد ترانزيستورهاي تراشه‌ها كوچك‌تر شوند تا الكترون‌ مسير كوتاه‌تري بپيمايد و از سوي ديگر كوچك شدن ابعاد تراشه‌ها سبب بروز مشكلات ترموديناميكي مي‌شود به اين معني كه دماي تراشه‌ها به سرعت افزايش مي‌يابد و در نهايت كاركرد كلي سيستم را كاهش مي‌دهد.

مجموعه‌ي تمام اين مشكلات پرسش جديدي را پيش روي دانشمندان نهاد:

آيا مي‌توان نوع جديدي از كامپيوتر بر اساس اصول كوانتم مكانيك طراحي كرد؟

فيزيكدان مشهور،«ريچارد فاينمن»، در زمره‌ي اولين افرادي بود كه در جستجوي پاسخي براي اين پرسش برآمد ودر اين راستا درسال 1982 ميلادي مدلي انتزاعي براي چگونگي انجام محاسبات مبتني بر اصول كوانتم مكانيك ارائه كرد. كامپيوتر‌كوانتومي بايد با كامپيوتر‌كلاسيك، يعني همين كامپيوتري كه در مقابل شما قرار‌دارد، تفاوت اساسي داشته‌ باشد. به اين نكته توجه كنيد كه اگر‌چه كامپيوتر‌هاي كنوني بر قله‌ي پيشرفت فناوري‌هاي رايانه‌اي ايستاده‌اند ، با‌نهايت شگفتي،بر‌اساس اصول كاركرد با اجداد غول‌پيكر 30 تني خود كه به 18000 لامپ خلا و500 مايل سيم مجهز بودند تفاوت چنداني ندارند. يعني اگر‌چه فشرده‌تر ونيز به‌طور چشم‌گيري درانجام فرآيندهاي محاسباتي سريع‌تر شده‌اند، نحوه‌ي عمل‌كرد آن‌ها اصولا ثابت مانده است.

واحد اطلاعات در كامپيوتر‌هاي كلاسيك بيت است كه با 0و1 نمايش داده مي‌شود وهر بيت به لحاظ فيزيكي به كمك يك سيستم ماكروسكوپي مانند مغناطيدگي ديسك سخت يا باردارشدن خازن مشخص مي‌شود اما در يك كامپيوتركوانتمي واحد اطلاعات كيوبيت (qbit) است و مقادير صفر، يك و يا حتي يك برهم‌نهي كوانتمي ازاين دو را در بر‌مي‌گيرد و بنابراين دودويي نيست پس ديگراز چارچوب منطق «بولي» تبعيت نمي‌كند وبه جاي آن ازچارچوب «منطق كوانتومي» پيروي مي‌‌كند. يك مثال براي اجرايي كردن ايده‌ي طراحي كامپيوتر‌هاي كوانتومي، استفاده از ذره‌هايي است كه دو حالت اسپيني دارند.(اسپين يك خاصيت ذاتي ذره است كه مشابه كلاسيك ندارد و با يك تقريب ساده‌‌انگارانه مي‌توان آن‌ راهم‌چون حركت وضعي زمين، چرخش الكترون به دور خودش دانست. )

درصورت ساخت كامپيوترهاي كوانتمي بزرگ، اين كامپيوترها قادر خواهند بود مسائلي را كه كامپيوتر‌هاي كنوني براي حل آن‌ها نياز به زمان و حافظه‌ي زيادي دارند با صرف زمان وهزينه‌ي كم‌تر (به طور نمايي سريع‌تر) حل كنند. مثلا اگر فرض كنيم تجزيه يك عدد بسياربزرگ به عوامل اول آن براي كامپيوترهاي كنوني به مدت زماني از مرتبه‌ي طول عمر عالم نيازداشته باشند، كامپيوترهاي كوانتومي اين عمل راتنها در مدت چند ثانيه انجام مي‌دهند.

محاسبات كوانتمي در مرز مشترك فيزيك، علوم‌كامپيوتر، تكنولوژي اطلاعات، وفناوري نانو قرار دارد. اين رشته‌ي نوظهور درطي ده سال گذشته توجه ويژه‌ي دولت‌ها وسرمايه‌گذاري‌هاي كلان صنايع را به خود اختصاص داده است.يكي از مهم‌ترين كاربرد‌هاي محاسبات كوانتومي ،رمزنگاري كوانتومي است كه در انتقال محرمانه‌ترين پيغام‌ها،نظير پيام‌هاي بانكي ونظامي استفاده مي‌شود.

اگرچه محاسبات كوانتومي هنوز دوران كودكي خود را سپري مي‌كند، پژوهش در هر دو حوزه‌ي تئوري وعملي با سرعت چشم‌گيري پيش مي‌رود.















مطلب قبلي ( سلام )

صفحه ي اصلي علوم و فنون جديد

مطلب بعدي( بيوانفورماتيک )


1386/9/8لينک مستقيم

فرستنده :
احسان پایند HyperLink HyperLink 1397/1/1
مـتـن : باسلام و خسته نباشید
من در این زمینه محاسبات کوانتومی دارم مقاله می نویسم اگر مطالبی در این زمینه دارید ممنون میشم برام امیل کنید
باتشکر احسان
پاسـخ : سلام، در بخش فیزیک و شیمی و علوم و فنون تاکتون مطالب متعددی در این مورد گذاشتیم.

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1397/1/1
مـتـن : باسلام ایا دانشگاه شیراز رشته نانوتکنولوزی در مقطع کارشناسی دارد؟
پاسـخ : سلام باید ببینی در زمانی که میخوای اقدام کنی برای آزمون ورودی چنین گرایش هست یا خیر. فیزیک و شیمی هر دو این گرایش رو دارند. مبنای علمیش در فیزیک هست.

فرستنده :
شهرام HyperLink HyperLink 1397/1/1
مـتـن : لذت بردم

فرستنده :
Radicall13 HyperLink HyperLink 1397/1/1
مـتـن : واقعا عالی بود .

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1397/1/1
مـتـن : ممنون از توضیحات شما

فرستنده :
مهرداد HyperLink HyperLink 1397/1/1
مـتـن : دستتون درد نکه، خوب بود.

فرستنده :
ناشناس HyperLink HyperLink 1397/1/1
مـتـن : ایارشته ای به نام محاسبات وپردازش کوانتومی وجود دارد
پاسـخ : سلام، در گرایشهای پژوهشی فیزیک، بله

فرستنده :
حسن زاده HyperLink HyperLink 1397/1/1
مـتـن : سلام
جالب بود. می توانید منابع نسبتا عامی در این خصوص برای مراجعه معرفی نمایید

فرستنده :
امیر حسین HyperLink HyperLink 1388/6/10
مـتـن : خیلی عالی بود.....

فرستنده :
سمیرا HyperLink HyperLink 1387/3/19
مـتـن : خیلی عالی بود.اگر ممکن است در رابطه با رویکرد های جدید علم که بعد از نانو به وجود امد نیز مطلب بنویسد
پاسـخ : ممنون. حتماً اين كار را انجام خواهيم داد ولي اگر منظورت رشته يا شاخه‌ي خاصي است بگو ما راجع به آن زودتر مطلب خواهيم نوشت.

فرستنده :
فرهاد HyperLink HyperLink 1387/1/17
مـتـن : سلام
سؤال: ايده رايانه‌هاي كوانتمي تا چه حد به مرحله عمل نزديك شده؟
باتشكر
پاسـخ : دوست عزيز از پيش‌رفت عملي‌ي رايانه‌هاي كوانتمي خبر دقيقي در دست نيست.ازسويي برخي از دانش‌مندان هم‌چنان راه دست‌يابي به اين فناوري را طولاني و سخت مي‌دانند واز سوي ديگر چند ماه پيش - در اواخر سال 2007-يك شركت سوئيسي ادعا كرد نخستين رايانه‌ي كوانتمي را به بازار عرضه كرده است.البته شايد طمع چشيدن لذت اولين توليد كننده بودن در طرح اين ادعا بي تاثير نبوده باشد. گذشته از اين‌ها حتا پس از توليد اولين رايانه توليد انبوه و روانه شدن آن‌ها به بازار وهمگاني شدن استفاده از آن‌ها به مدت زيادي زمان نياز دارد.

فرستنده :
ستاره HyperLink HyperLink 1387/1/17
مـتـن : خیلی عالی بود دستتون درد نکنه

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف

 فعاليت هاي علمي
 تماس با ما
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1609
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1609