محققان دانشگاه نیویورک (NYU) دریافته‌اند که رایانه‌های کلاسیک می‌توانند تحت شرایط خاصی با رایانه‌های کوانتومی مطابقت داشته باشند یا حتی عملکرد بهتری داشته باشند.
به گزارش ایسنا، آنها دریافتند که کامپیوترهای کلاسیک می توانند با معرفی یک روش الگوریتمی ابتکاری، سرعت و دقت مورد نیاز را افزایش دهند، که در نهایت می تواند به این معنا باشد که کامپیوترهای کوانتومی حتی در صورت شکست هنوز هم در آینده جایگاهی خواهند داشت.
به گزارش The Conversation، بسیاری از کارشناسان بر این باورند که محاسبات کوانتومی نشان دهنده یک تغییر پارادایم از محاسبات کلاسیک است. این عمدتا به این دلیل است که همانطور که می دانید رایانه های کلاسیک اطلاعات را با استفاده از بیت های دیجیتال (0 و 1) پردازش می کنند، در حالی که رایانه های کوانتومی از بیت های کوانتومی (کیوبیت) برای ذخیره اطلاعات در مقادیر بین 0 و 1 استفاده می کنند.
این توانایی به رایانه های کوانتومی اجازه می دهد تا اطلاعات را در کیوبیت ها پردازش و ذخیره کنند و باعث می شود الگوریتم های کوانتومی از همتایان کلاسیک خود بهتر عمل کنند. علاوه بر این، رایانه‌های کوانتومی اطلاعات را در مقادیر بین 0 و 1 ذخیره می‌کنند، که تقلید کامل رایانه‌های کوانتومی را برای رایانه‌های کلاسیک دشوار می‌کند.
با این حال، معلوم شد که کامپیوترهای کوانتومی ظریف و مستعد از دست دادن اطلاعات هستند. علاوه بر این، حتی اگر اطلاعات حفظ شود، تبدیل آن به اطلاعات کلاسیک مورد نیاز برای محاسبات عملی آسان نیست.
به امید بقای کامپیوترهای سنتی
کامپیوترهای کلاسیک یا سنتی مانند کامپیوترهای کوانتومی از مشکلات از دست دادن اطلاعات و تبدیل و انتقال اطلاعات رنج نمی برند. علاوه بر این، همانطور که در مقاله تحقیقاتی اخیر منتشر شده در مجله PRX Quantum توضیح داده شده است، الگوریتم های کلاسیک را می توان برای استفاده از این چالش ها و شبیه سازی یک کامپیوتر کوانتومی با منابع بسیار کمتر از آنچه قبلا تصور می شد طراحی کرد.
نتایج این مطالعه جدید نشان می‌دهد که رایانه‌های کلاسیک می‌توانند محاسبات سریع‌تر و دقیق‌تری نسبت به رایانه‌های کوانتومی پیشرفته انجام دهند.
این پیشرفت با استفاده از الگوریتمی به دست می آید که تنها بخشی از اطلاعات ذخیره شده را در حالت کوانتومی به اندازه کافی کارآمد نگه می دارد تا نتیجه را با دقت محاسبه کند.
دریس سلز، استادیار گروه فیزیک دانشگاه نیویورک و یکی نویسندگان مقاله توضیح می دهند که این کار نشان می دهد که فرصت های بالقوه زیادی برای بهبود محاسبات، از جمله رویکردهای کلاسیک و کوانتومی وجود دارد.
او افزود: «علاوه بر این، کار ما نشان می‌دهد که دستیابی به مزیت کوانتومی با یک کامپیوتر کوانتومی مستعد خطا چقدر دشوار است.»
برای انجام این کار، سلز و همکارانش بر روی یک شبکه تانسوری تمرکز کردند که اعتقاد بر این است که برهمکنش‌های بین کیوبیت‌ها را به دقت نشان می‌دهد. کار با این شبکه ها چالش برانگیز بوده است، اما پیشرفت های اخیر در این زمینه اکنون امکان بهینه سازی این شبکه ها را با استفاده از ابزارهای استنتاج آماری فراهم می کند.
شبکه های تنسور بهترین دوست رایانه های شخصی قدیمی هستند
با این حال، این روش جدید فقط بر روی مهم ترین اطلاعات تمرکز می کند و بقیه را نادیده می گیرد، مانند زمانی که یک عکس را فشرده می کنید تا بدون از دست دادن کیفیتی که برای شما مهم است، آن را کوچکتر کنید. این روش به رایانه های معمولی اجازه می دهد تا کارهای جالبی را انجام دهند که رایانه های کوانتومی می توانند انجام دهند.
محققان روش خود را با فشرده سازی یک عکس در یک فایل JPEG مقایسه می کنند. درست مانند فشرده سازی یک عکس، بدون اینکه محتوا را ناخوانا کند، حجم فایل را کاهش می دهد. برای این منظور، تکنیک آنها مشکل محاسبات کوانتومی را ساده می کند تا یک کامپیوتر معمولی بتواند با کارایی بیشتری آن را مدیریت کند.
جوزف تیندال از موسسه Flatiron که این پروژه را رهبری می‌کند، می‌گوید: «انتخاب ساختارهای مختلف برای یک شبکه تانسوری به همان اندازه که به انتخاب فرمت‌های مختلف برای تصویر شما مربوط می‌شود، مربوط به انتخاب اشکال مختلف فشرده‌سازی است. ما با موفقیت ابزارهایی را برای کار با انواع شبکه های تانسور توسعه می دهیم. این کار منعکس کننده این است و ما مطمئن هستیم که به زودی سطح محاسبات کوانتومی را حتی بیشتر گسترش خواهیم داد.
این مطالعه در مجله PRX Quantum منتشر شد.