بحث: نحوه برنامه نویسی در آینده(رایانه های کوانتمی)

[1485159]

سلام
من در مورد رایانه های کوانتمی چیز زیادی نمیدونم و تنها اطلاعاتی که دارم اینه که خیلی کار درست تر از رایانه های کنونی هستند.:لبخند:
میخواستم بدونم که مثلا اگه 10 سال دیگه وارد بازار بشن چطوری برنامه نویسی میشن؟ آیا برای برنامه نویسی باید فیزیک بلد بود؟ یا باید خیلی درس بخونیم؟ در چه موردی؟
البته یکم فکر کردم و به نتایجی رسیدم:
تفاوتی از لحاظ کنترل کردن این نوع رایانه ها تفاوتی وجود نخواهد داشت. یعنی اینکه همونطوری که الان برنامه مینویسیم و همه میتونن که برنامه نویسی کنن با اون ها هم میتونن برنامه بنویسن. البته باتفاوت هایی همراه خواهد بود مثلا زمانی چیزی به اسم شی گرا وجود نداشت و یا در حد تئوری بود و الان همه دارن ازش استفاده میکنن در رایانه های کوانتمی هم میتونه ایده هایی دیگه وجود داشته باشه واسه برنامه نویسی. مثلا پردازش موازی.
البته من سواد زیادی در این مورد ندارم و ممکنه خیلی ابتدایی فکر کرده باشم ولی فکر نکنم که با قوانین فیزیکی بشه به رایانه فهموند که وقتی کاربر کلید کرد یه مربع بکش رو مانیتور. در نتیجه نمیشه از منطق گذشت و به فیزیک و کوانتم واگذار کرد کار ها رو. هرچند که این منطق ممکنه خیلی پیچیده باشه ولی به فیزیک ربطی نخواهد داشت.
ممنون میشم اگه شما هم نظرتون رو بگین.:لبخندساده:

[1485159]

کسی نظری نداره؟

[amin1softco]

نظر کاملاً غیر تخصصی من اینه که همین الانشم شما به زبان سخت افزاری که دارید ازش استفاده می کنید چیزی نمی نویسید یعنی شما چه شی گرا کد بزنید چه تابعی آخرش اینا باید یکجوری به زبان اسمبلی ترجمه بشه و بعدش هم به زبان 0 و 1 ماشین پس این مسئولیت بر عهده سیستم عامل شما خواهد بود که برنامه ها رو تطبیق بده مثل همین قضیه پردازنده های 64 بیتی که اومد شما کد خودتون رو مثل سابق می نویسید ولی کامپایلر و هسته سیستم عاملتون تغییر کرده . یا مثلاً از بستر فیبر نوری استفاده کنید یا کابل برای شما که فقط ازش استفاده می کنید تفاوتی نداره شما سرعت رو حس می کنید.
مزیت هایی که برای شما داره سرعت و قدرت فوق العاده بالایی است که به شما داده می شه مثل اینه که همین الان بخواهید برای ابر کامپیوتر ها برنامه بنویسید.
ولی اینجا نظرش با من متفاوته!!!
http://www.schloerconsulting.com/quantum-computer-q-lisp-programming-language

[1485159]

ولی اینجا نظرش با من متفاوته!!!
http://www.schloerconsulting.com/qua...mming-language (http://www.schloerconsulting.com/quantum-computer-q-lisp-programming-language)
میشه یکمی توضیح بدی؟

[Beginner2013]

سلام
من در مورد رایانه های کوانتمی چیز زیادی نمیدونم و تنها اطلاعاتی که دارم اینه که خیلی کار درست تر از رایانه های کنونی هستند.:لبخند:
میخواستم بدونم که مثلا اگه 10 سال دیگه وارد بازار بشن چطوری برنامه نویسی میشن؟ آیا برای برنامه نویسی باید فیزیک بلد بود؟ یا باید خیلی درس بخونیم؟ در چه موردی؟
البته یکم فکر کردم و به نتایجی رسیدم:
تفاوتی از لحاظ کنترل کردن این نوع رایانه ها تفاوتی وجود نخواهد داشت. یعنی اینکه همونطوری که الان برنامه مینویسیم و همه میتونن که برنامه نویسی کنن با اون ها هم میتونن برنامه بنویسن. البته باتفاوت هایی همراه خواهد بود مثلا زمانی چیزی به اسم شی گرا وجود نداشت و یا در حد تئوری بود و الان همه دارن ازش استفاده میکنن در رایانه های کوانتمی هم میتونه ایده هایی دیگه وجود داشته باشه واسه برنامه نویسی. مثلا پردازش موازی.
البته من سواد زیادی در این مورد ندارم و ممکنه خیلی ابتدایی فکر کرده باشم ولی فکر نکنم که با قوانین فیزیکی بشه به رایانه فهموند که وقتی کاربر کلید کرد یه مربع بکش رو مانیتور. در نتیجه نمیشه از منطق گذشت و به فیزیک و کوانتم واگذار کرد کار ها رو. هرچند که این منطق ممکنه خیلی پیچیده باشه ولی به فیزیک ربطی نخواهد داشت.
ممنون میشم اگه شما هم نظرتون رو بگین.:لبخندساده:

سلام
دوست من همونطور که دوستمون گفتن لازم نیست شما فیزیک بدونید.
به زبان ساده بهتون بگم،الان دیتاهای ما به زبان 0 و 1 هستن.یعنی دو حالت داریم یا 0 یا 1،اما در کامپیوتر های کوانتومی 3 حالت خواهیم داشت،0 یا 1 یا هردو!

[eshpilen]

یحتمل رایانه های کوانتمی علاوه بر قدرت بیشتر (که در بعضی کارهای خاص باید گفت قدرت خیلی خیلی بیشتر) بعضی امکانات و خصوصیت هایی دارن که در رایانه های امروزی نیست. مثلا الگوریتمی طراحی شده که میتونه روی رایانه های کوانتمی اجرا بشه و رمزنگاری RSA رو شکست بده، اما روی رایانه های غیرکوانتمی نمیتونه. پس اون کسی که این الگوریتم رو اختراع کرده از یک ویژگی و امکانات مختص رایانه های کوانتمی آگاه بوده و ازش استفاده کرده. البته شاید بتونیم بگیم برنامه نویسان عادی (اپلیکیشن) با اینطور چیزها سر و کار ندارن و کاری که این طرف کرده کم و بیش برنامه نویسی سیستمی بوده. احتمالا برای برنامه نویسان معمولی کتابخانه ها و لایه های انتزاع وجود خواهد داشت؛ مثل چیزی که همین الان با رایانه های عادی داریم: زبانهای سطح بالا، کتابخانه ها و فریمورک های سطح بالا، انتزاع. ولی ممکنه این لایه های انتزاع و فریمورک ها اصول و شکل و روش برنامه نویسی متفاوتی با نمونه های امروزی داشته باشن. بهرحال باید اون اصول و قواعد و روشها رو یاد گرفت و بعد استفاده کرد. نباید کار خیلی سختی باشه برای برنامه نویسان متبحر!
البته این تفاوت در برنامه نویسی که میگم منظور این نیست که تفاوت گسترده و رادیکالی درکار باشه در برنامه نویسی. نه بیشتر الگوریتم ها هنوز همون الگوریتم ها هستن، شیء گرایی همون مفهوم و کاربرد رو داره و غیره. اما یکسری اصول و روشها و امکانات متفاوت و بیشتر ممکنه وارد بشن و شکلهای طراحی و پیاده سازی کم و بیش تغییر کنن. مثلا در همون منبعی که در بالا گذاشتن تاجاییکه فهمیدم صحبت از این میکنه که در مدل کوانتمی نمیشه همینطوری یک شیء رو کپی کرد یا یک متغییر رو دستکاری کرد و یک روش و تدابیر خاصی داره این کار. ضمنا اینطور بنظرم رسید که در رایانه های کوانتمی میشه هم متغییرها/اشیاء و عملیات کوانتمی داشت و هم انواع غیرکوانتمی. احتمالا از انواع کوانتمی برای بهره گیری از خواص خاص اونها استفاده میشه و برای کارهایی که نیاز به اون خواص ندارن یا نمیتونن از اون خواص بهره برداری کنن از انواع عادی میشه استفاده کرد که مثل رایانه های غیرکوانتمی عمل میکنن. و شاید انواع غیرکوانتمی با یک نوع شبیه سازی پیاده سازی میشن. اینها رو واقعا نمیدونم. بهرحال خیلی امکانها و ظرافت و پیچیدگی نسبتا زیادی میتونه وجود داشته باشه و بدون جزییات و اطلاعات و توضیحات بیشتر نمیشه از چیزی در این زمینه مطمئن بود.

بنظرم طبیعتا با افزوده شدن امکانات رایانه، برنامه نویسی هم گسترده تر و پیچیده تر خواهد شد. ولی نه لزوما کارهای عادی دوتا برنامه نویس عادی و اپلیکیشن های معمولی نویس. همین الانش هم فیلد برنامه نویسی واقعا گسترده و پیچیده هست، ولی بیشتر افراد و کارهای عادی با یکسری مسائل و روشهای متداول سر و کار دارن و یکسری موارد پیشرفته و پیچیده در حوزهء کاری برنامه نویسان عادی نیستن اکثرا.

بعدهم تاجاییکه میدونم ساخته شدن رایانه های کوانتمی در مقیاس واقعی که در کاربردهای واقعی و معمولی قابل استفاده باشن، هنوز یک اتفاق نزدیکی نیست و حتی بعضی ها اساسا شک دارن که چنین رایانه هایی هیچوقت ساخته بشن، چون مشکلات بزرگ متعددی در این راه وجود دارن که باید حل بشن و کسی نمیدونه امکان حل بهینهء اونها وجود خواهد داشت یا خیر.
هرچند منبعی که در این تاپیک توسط amin1softco (http://barnamenevis.org/member.php?46176-amin1softco) درج شد چیز دیگه ای میگه! چون ادعا میکنه حداکثر تا 5 سال دیگه ما رایانه های کوانتمی در مقیاس بزرگ خواهیم داشت. بنده نسبت به موثق بودن این ادعا شک دارم و فکر نمیکنم متخصصان و دانشمندان واقعی این رشته تاییدش بکنن! ضمنا اگر اینطور بود الان مثلا عملیات جایگزینی تدریجی الگوریتم هایی مثل RSA باید شروع شده بود؛ چون این از نظر امنیتی و امنیت ملی برای تمام دنیا مهمه. درحالیکه تاحالا هیچ منبع و حرف و عملی در این ارتباط ندیدم و حتی مثلا یک گفته ای از bruce schenier در جایی خوندم که لزوم جایگزینی RSA رو بخاطر چند تست آزمایشگاهی در زمینهء رایانه های کوانتمی نادرست/اغراق دانسته بود.

بعدهم بهرحال از زمان ظهور اولین رایانه های کوانتمی کامل تا فراگیر شدن اونها در ابعاد شرکتهای کوچک و خانه ها و مردم عادی یحتمل خودش زمان میبره.

کلا بنظر بنده الان دلیلی برای صرف وقت و انرژی روی این بحث وجود نداره برای ما. خیلی مسائل کاربردی تر و جاری و اولویت های بالاتر وجود دارن. ببخشید ولی در همین برنامه نویسی و رایانه های فعلی اینقدر چیزهای پیشرفته و جالب و کاربردی مورد غفلت و ضعف واقع شده وجود دارن برای ما که پرداختن به رایانه های کوانتمی خنده دار بنظر میاد. اونا که میبینید واقعا کارشون درسته. و ما کجای کار هستیم؟ اونا یک چیزی هنوز ساخته نشده میان براش الگوریتم اختراع میکنن. بعدم اونا هستن که تمام این کاربردهای فیزیک و ریاضی رو کشف و طراحی میکنن و دست آخر به واقعیت تبدیل میکنن. اونا هستن که دانشمند کامپیوتر و ریاضی و فیزیک توانا دارن. ما نیستیم!
ضمنا بنظر بنده اگر ما همین الانش هم اینقدر ضعیف هستیم، در دنیای رایانه های کوانتمی با پیچیده تر شدن کار بیشتر هم عقب خواهیم ماند.
همین الان ما چه الگوریتم هایی اختراع کردیم؟ چه نرم افزارهای پیشرفته ای؟ چه پروتکل ها و استانداردهای مهمی؟ چه ایده ای؟ چه نظریه ای؟ چه دانشمندانی داریم؟ در علم رمزنگاری چند نفر متخصص واقعی داریم؟ چه نرم افزارهای پیشرفته/علمی/پیچیده ای غیر از اپلیکیشن های تجاری کلیشه ای و دیتابیسی نوشتیم؟ چه الگوریتم و فرمت تصویری، فشرده سازی، کدک صوت و ویدئو و غیره اختراع کردیم؟ چقدر در تئوری های اساسی این علم تخصص و توانایی داریم؟
اصلا خیلی افراد حتی متخصص کل این علم رایانه و برنامه نویسی رو درحد تصور و اطلاعات و توانایی خودشون کوچک میدونن که واقعا خنده داره!
اینکه خارجیها کارهایی میکنن که ما نمیتونیم و نمیکنیم و اصلا نمیدونیم یعنی چی و سردر نمیاریم، بخاطر اینه که اونا اینقدر محدود نیستن و در همهء زمینه ها توانایی و تخصص دارن. اما اینجا دو نفر که دو خط کد زدن و دوتا برنامه سرهم کردن واسه خودشون ادعا و تحلیل میکنن و دربارهء چیزهایی که اصلا نمیدونن یعنی چی نظر و فتوا میدن.

البته زیاد هم بهتون برنخوره.
خب در دنیا معدود کشورهایی هستن که در تمام این زمینه ها توانایی داشته باشن و کار بکنن. بیشتر هم بنظرم آمریکاست اونم با یک فاصلهء قابل توجه از تمام کشورهای دیگر.
اونها منابع انسانی و غیرانسانی و مالی خیلی بیشتری دارن نسبت به ما. با سالها سابقه و فرهنگ و زیرساخت های کامل و محکم، که ما نداریم.
چیزی بوده که از اول خودشون شروع کردن و ساختن و به اینجا رسیدن.
نمیشه انتظار داشت ما همینطور با حرف و ادعا و خوش خیالی و شعار بتونیم با اونها رقابت کنیم.
و اصلا رقابت چندان معنایی نداره و صحیح نیست.
کاری که باید بکنیم جهانی شدن و یادگیری و همکاری جهانی در زمینهء علم و فناوریه.
استقلال در این زمینه معنایی نداره.
علم و فناوری یک چیزی هست ورای مرزها و سیاست و ایدئولوژی ها.
و کل بشریت میتونه و باید نیروهای خودش رو در این راه متحد کنه. نه متفرق.
با اتحاد و همکاری و استفاده و کار مشترک هست که ظرفیت بهینهء لازم میتونه بدست بیاد.
البته یک عده اگر میتونستن علم و فناوری رو هم محرمانه و انحصاری میکردن؛ ولی خوشبختانه فرهنگ و تفکر و حرکتهای برخلاف اونها هم زیاد و موثر بوده و هست. مثل فلسفه و جنبش نرم افزار آزاد و پروژهء گنو در زمینهء آزادی و همکاری نامحدود جهانی در زمینهء نرم افزار، که واقعا منجر به یک انفجار و تغییر شرایط دنیا شده تا به امروز (بازمتن هم بعد از نرم افزار آزاد و تحت تاثیر اون ایجاد شد)؛ این دیدگاه و جنبش مسلما در زمینه های دیگری غیر از نرم افزار هم تاثیر گذاشت و الهام بخش بود.

[1485159]

ضمنا اگر اینطور بود الان مثلا عملیات جایگزینی تدریجی الگوریتم هایی مثل RSA باید شروع شده بود؛
از کجا معلوم شروع نکردن و دارن مخفی میکنن که باز هم اون موقع حرف اول رو خودشون بزنن؟

[eshpilen]

این قضیه آخه چیز پنهانی نمیتونه باشه و در انحصار اشخاص و گروه خاصی نیست که بتونن قایمش کنن.
یک مسئلهء جهانی و عمومیه. امنیت تجارت و امنیت عمومی، نه تنها امنیت ملی و سازمانهای اطلاعاتی و اینها، بهش وابسته هست.
اگر واقعا سند و دلیل موثق عمومی وجود داشت که رایانه های کوانتمی قابل استفادهء عملی در این حد به این زودی ساخته میشن الان باید بحث و عمل جایگزینی RSA حتما شروع شده بود و بحث شناخته شده و روز بود. وقتی متخصصان برجسته چنین چیزی نگفتن و خلافش رو گفتن پس یعنی دلیل و سندی بر اون ادعا که تا 5 سال دیگه این رایانه ها ساخته میشن وجود نداره. حداقل احتمال منطقی اول اینه. خلافش باشه عجیبه!

شاید بتونیم این قضیه رو با قضیهء جایگزین شدن IPv6 بجای IPv4 مقایسه کنیم.
طرح جایگزین شدن IPv6 بجای IPv4 از سالها قبل مطرح و پیگیری شده و کلی نرم افزار و سیستم درحال حاضر براش وجود دارن و ساپورتش میکنن.
اما درمورد جایگزینی RSA چنین داستانی تقریبا وجود نداره یا حداقل اصلا در این وسعت و شدت و جدیت نبوده و نیست.

[m2_farzan]

بالاخره کامپیوترهای کوانتومی چه فرقی با کامپیوتر های فعلی ما دارن؟ فرقشون فقط تو سرعت و دقت و اینجور چیزهاست یا واقعا یه چیزای تخیلیی هستن؟ مثلا کامپیوترهای ما می تونن جمع و تفریق کنن، اونا یه کارهایی می تونن بکنن که کامپیوتر های معمولی نمی تونن؟ منظورم اینه که مثلا اینکه کامپیوترهای ما نمی تونن RSA رو قفل گشایی کنن به علت محدودیت اونا در سرعت پردازشه یا اینکه کلا نمی تونن همچین کاری رو بکنن؟

[amin1softco]

بچه ها!!!! دوباره این رفیقمون زد کانال فرانسه!!! کی میگه کامپیوتر کوانتومی موجود نیست؟! همین الانم وضعتون خوب باشه می تونید یک دونش رو داشته باشید طبق این مطب (http://narenji.ir/2804) سال گذشته نارنجی!!!! ولی خوب کارایی که ازش انتظار داریم رو نداره
کی میگه ما متخصص نداریم خیلیا هستند متخصص هستند ولی خوب مشغله های کاری و مسائل امنیتی سبب شده ما اونا رو در کنا خودمون نبینیم البته اینو قبول دارم که دانشگاه های ما افراد درست و حسابی پرورش نمی دند و بیشتر مدرک می دند ولی در کل آمریکا و اینها کلاً ذهن های فعال و نخبه رو از تمام دنیا به سمت خودشون جذب می کنند که هر کسی که دنبال پیشرفت باشه دوست داره بره و وارد همچین محیطی بشه به هر حال بحث رایانه کوانتومی رو می تونید با سرچ کردن در گوگل پیگیری کنید رایانه های کوانتومی کلاً خیلی متفاوت تر از رایانه ما هستند یعنی صفر و یک تعریف شده در منطق دیجیتال رو عوض کرده و یک بیت می تونه صفر یا یک یا یک چیزی بین اینها باشه,خلاصه اگر حوصله داشتید مطلب زیر را بخونید.

کامپیوترهای کوانتومی
تاریخچه کامپیوتر کوانتومی

نظریه کامپیوترکوانتومی ازسال ۱۹۸۲مطرح بوده است از زمانی که فیزیک دان مشهور و برنده جایزه نوبل «ریچارد فاینمن » برای نخستین بار ، پیشنهاد کرد که باید محاسبات از دنیای دیجیتال وارد دنیای جدیدی به نام کوانتوم شود،همچنین بیان کرد کامپیوتر کوانتومی چگونه ممکن است کار کند. این پیشنهاد تا اوایل سال۱۹۹۰مورد توجه جدی قرار نگرفت وبه صورت آکادمیک باقی ماند،البته در سال ۱۹۸۵،دویتش متوجه شد که اظهارات فاینمن ، می تواند تدریجاً به ساخت کامپیوتر کوانتومی منجر شودو مقاله ای را منتشر کرد مبنی بر اینکه اصولاً هر فرآیند فیزیکی را می توان به خوبی با کامپیوترهای کوانتومی مدل سازی کرد. بالاخره در ۱۹۹۴ « پیتر شور» نخستین گام را برای محقق کردن این آرزو برداشت.
. وی مقاله ای را منتشر نمود که حاوی روشی برای استفاده از کامپیوترهای کوانتومی در حل مشکل پیچیده ای در نظریه اعداد،به نام فاکتورگیری بود.او نشان داد که چگونه یک مجموعه از عملیات ریاضی که منحصراً برای کامپیوترهای کوانتومی طراحی شده اند ، می توانند چنین دستگاهی را به انجام فاکتورگیری از اعداد بیشماری با سرعت بالاتر از کامپیوتر های کلاسیک ، قادر سازد با این اختراع ، محاسبات کوانتومی از یک کنجکاوی به یک توجه جهانی تبدیل شد.

درکامپیوترهای معمولی قوانین فیزیک کلاسیک حاکم است،بیت های اطلاعات، خیلی ساده تعریف می شوند؛ سوئیچ های الکتریکی می توانند روشن یا خاموش باشند، اشیا می توانند اینجا باشند، می توانند هم نباشند! ولی کامپیوترهای کوانتومی با طبیعت دودویی های فیزیک کلاسیک محدود نمی شود ،کامپیوتر کوانتومی دستگاهی است که یک پدیده ی فیزیکی را بر اساس قوانین فیزیک کوانتومی به صورت منحصر به فردی در می آورد تا به صورت اساسی یک حالت جدیداز پردازش اطلاعات را تشخیص دهد. در واقع روش بهتر و قدرتمندتر برای پردازش اطلاعات پیش رویمان ،براساس فیزیک کوانتومی می باشد
کامپیوتر تنها بخشی از دنیایی است که ما آنرا دنیای دیجیتالی می نامیم نیست. پردازش ماشینی اطلاعات، در هر شکلی، بر مبنای دیجیتال و محاسبات کلاسیک انجام می شود. اما روش بهتر برای پردازش اطلاعات بر اساس مکانیک کوانتومی می باشد. این روش جدید با ویژگی هایی همراه است که آنرا از محاسبات کلاسیک بسیار متمایز می سازد
بنابراین محاسبات کوانتومی را به عنوان یک زمینه و روش جدید و بسیار کارآمد مطرح می کنیم. وجود چند پدیده مهم که مختص فیزیک کوانتومی است، آن را از دنیای کلاسیک جدا می سازد.
این پدیده ها عبارتند از: بر هم نهی(superposition) ، تداخل(interference) ، درهم تنیدگی(Entanglement) ، نا جایگزیدگی (non locality) و تکثیر ناپذیری (non clonability) .

هر سیستم محاسباتی دارای یک پایه اطلاعاتی است که نماینده کوچکترین میزان اطلاعات قابل نمایش، چه پردازش شده و چه خام است. در محاسبات کلاسیک این واحد ساختاری را بیت می نامیم .
در محاسبات کوانتومی هم چنین پایه ای معرفی میشود که آنرا کیوبیت (qubit) یا بیت کوانتومی می نامیم.
یک بیت کوانتومی (که به آن “کیوبیت”اطلاق می گردد )ممکن است درحالت های کلاسیک صفر یا یک وجودداشته باشد،یا ترکیبی از این دو(یعنی درآن واحد،مقادیر صفرویک را به طورهمزمان داشته باشیم “حالت برهم نهی “) یا حتی معرف عددی باشند که حالت آنها را جایی بین صفر و یک تعیین می کند.
چه تفاوتی میان یک کامپیوتر کوانتومی ویک کامپیوترکلاسیک وجود دارد؟

در کامپیوتر های کوانتومی به جای استفاده از ترانزیستورها و مدارهای رایانه ای معمولی از اتم ها و سایر ذرات ریزمانند نانو ذرات نیمه رسانا (نقاط کوانتومی- Quantum dots) برای پردازش اطلاعات استفاده می کنند.
۲) در مقایسه این ۲نوع کامپیوتر می توان گفت،مسائلی که زمانی تصور می شد درکامپیوترهای کلاسیک غیر قابل حل است،درکامپیوتر های کوانتومی حل خواهد شدو شبیه سازی های صورت گرفته به واقعیت نزدیک تر می شود.حتی ابر کامپیوترها هم در برابر آنها رقیبی محسوب نخواهند شد. به عنوان مثال ،به روز رسانی نرم افزار ،Email،بانک های آنلاین و تمام قلمرو رمز نگاری عمومی و امضاهای دیجیتال،فقط از دوروش رمز نگاری برای ایمن نگاه داشتن خود استفاده می کنند.
کامپیوترهای کوانتومی از یک خاصیت دیگر هم سود می برند که آنها را از کامپیوترهای کلاسیک مستثنی می کند و آن انتقال از راه دور است.انتقال از راه دور موجب می شود، اطلاعات یک ذره به ذره دیگری منتقل شود.درنتیجه کامپیوترهای کوانتومی برای انتقال بیت در درون و بیرون ساختار خود ،نیازمند سیم نیستند.
چه تفاوتی میان یک کامپیوتر کوانتومی ویک کامپیوترکلاسیک وجود دارد؟
(4 تفاوت دیگر کامپیوترهای کوانتومی با کامپیوترهای کلاسیک این است که،اندازه ترانزیستورها هر سال کوچکتر میشود.وقتی اندازه ترانزیستورها به ابعاد اتمی نزدیک می شود،دیگر قوانین حاکم بر فیزیک کلاسیک بر رفتار اتم ها حاکم نیست.
(5همان طورکه می دانیم دریک کامپیوتر کوانتومی نسبت به کامپیوترهای کلاسیک ،اصول حاکم تغییر نموده اند.نه تنها،یک بیت کوانتومی، موسوم به کیوبیت می توانددرحالت های صفرویک کلاسیک وجودداشته باشد بلکه همچنین می تواننددرحالت برهم نهی قرارداشته باشد.هرگاه هر کیوبیت دریک کامپیوترکوانتومی درحالت برهم نهی واقع شده باشد ،آنگاه کامپیوتررامی توان درهرحالت ممکنی مجسم کرد که آن کیوبیت هامی توانندازخود نشان دهند.درواقع کامپیوتر های کوانتومی می تواند در یک زمان چندین حالت داشته باشد و این امکان راایجادمی کند که میلیون ها بار سریع تر و قدرتمند تر از ابرکامپیوتر های فعلی کار کند. چند حالت پذیری کیوبیت ها همان دلیلی است که باعث می شود کامپیوتر های کوانتومی ذاتاً از پردازش موازی بهره ببرند.

نحوه برقراری ارتباط درکامپیوترهای کوانتومی

با توجه به ماهیت ساختار کامپیوترهای کوانتومی،روش برقراری ارتباط آنها کاملاً متفاوت با کامپیوترهای امروزی است. بدین صورت که پالس های رادیویی نقش صفحه کلید را دارند،که به وسیله آن اطلاعات وارد کامپیوتر می شود و دستگاه تشدید مغناطیسی که شبیه به دستگاه MRI بیمارستان است،نقش صفحه نمایش را ایفا می کند و با ارائه تصویر مغناطیسی از توده مولکولها ، کامپیوتر توده محاسبات را به ما میدهد.
در اين شكل به طور شماتيك و در سمت چپ يك مدار نيم جمع كننده را مشاهده مي كنيد كه معادل كوانتومي و نانو متري آن در سمت راست پيشنهاد شده است. نوع اتم هاي به كار رفته، نحوه چينش اتم ها، چگونگي ايجاد سلول نمايش يافته ( معماري سلولي ) و چند ويژگي ديگر خصوصيات معادل با گيت هاي به كار رفته در نمونه ديجيتال هستند. يك راه نظري براي پياده سازي سلول در اين طرح، استفاده از «نقاط كوانتومي» (quantum dots) يا چيزي است كه در زبان مكانيك كوانتومي آنرا «اتم مصنوعي » مي ناميم.

محاسبات کوانتومی

هدف محاسبات کوانتومی یافتن روش هایی برای طراحی مجدد ادوات شناخته شده ی محاسبات ( مانند گیت ها و ترانزیستورها) به گونه ای است که بتوانند تحت اثرات کوانتومی ، که در محدوده ی ابعاد نانومتری و کوچکتر بروز می کنند کار کنند. ورود به دنیای محاسبات کوانتومی نیازمند دو پیش زمینه مهم است،نخست باید اصول اساسی و برخی تعابیر مهم مکانیک کوانتومی را به طور دقیق بررسی کرد سپس مفهوم اطلاعات در فیزیک نیز، چه به صورت کلاسیک و چه در معنای جدیدکوانتومی آن باید درک شود .بنابراین محاسبات کوانتومی را به عنوان یک زمینه و روش جدید و بسیار کارآمد مطرح می کنند.

درهم تافتگی entanglement

چون کامپیوتر کوانتومی با تعداد بسیار زیادی مسیر محاسباتی کار می کند، می توان کاری کرد که این محاسبات با هم تداخل یا بر هم تاثیر هم داشته باشند. به عبارتی، محاسباتی که به طور موازی با هم انجام می شوند طبق اصل تداخل می توانند اثر هم را تقویت یا تضعیف کنند. در نتیجه محاسبه ای شبکه ای بوجود می آید که نوعی خاصیت جمعی از تمام محاسبات را نشان می دهد. خاصیت بسیار شگفت انگیز در مکانیک کوانتومی خاصیت در هم تافتگی است. اگر دو یا چند کیوبیت را در بر هم کنش با هم قرار دهیم، می توانند برای مدتی در یک حالت کوانتومی مشترک قرار بگیرندبه طوریکه نتوان آن حالت را به شکل حاصلضربی از حالت های جدا ازهم اولیه نشان داد.حالت این واحدهای اطلاعاتی راگنگ یا نادقیق (fuzzy)می نامیم.
یک نتیجه مهمentanglement(درهم تافتگی)این است که یک جفت کیوبیت درهم پیچیده روی یکدیگر تاثیرهمزمانی را می گذارند که به فاصله آن ها ازیکدیگر وماده ای که این فاصله را پرمی کند بستگی ندارد.
یک جفت در هم تافته با هم مخلوط نمی شوند بلکه تنها به طور کوانتومی با هم بر هم کنش می کنند. علاوه بر اسپین از وضع قطبش یک پرتو فوتونی و نیز سطوح انرژی مجزای یک اتم دلخواه نیز می توان به عنوان سیستم کیوبیتی استفاده کرد.

کیوبیت ها

بیتهای کوانتومی یا کیوبیتها معادل کوانتومی ترانزیستورهاییاند که کامپیوترهای امروزی را تشکیل دادهاند. وجه مشترک تمام کیوبیتها آن است که میتوانند از وضعیتی به وضعیت دیگر سوئیچ شوند.به طوری که از این وضعیتها بتوان برای نشان دادن دوتایی (صفرویک )اطلاعات استفاده نمود. کیوبیتها دارای یکی از چهار نوع ذره کوانتومی فوتون، الکترون، اتم و یون میباشند. فوتونها با یکدیگر برهمکنش خوبی ندارند، اما میتوانند به آسانی از نقطهای به نقطه دیگر جابهجا شوند و این خاصیت آنها را به گزینهای مناسب جهت انتقال اطلاعات کوانتومی تبدیل میکند و به عکس الکترونها، اتمها و یونها به آسانی با هم برهمکنش دارند، اما جابهجایی خوبی ندارند و به همین دلیل برای پردازش و ذخیرة اطلاعات کوانتومی بسیار مناسب میباشند.
واهمدوسی(Decoherence)دشمن محاسبات کوانتومی
دوکیوبیت کوانتومی منفردممکن است طوری باهم همبستگی (correlate)پیداکنند که هرگاه یک کیوبیت درحالت برهم نهی واقع شده باشد،بتواند حالت کیوبیت دیگرراتحت تاثیرخود قراردهد،به طوری که کیوبیت دوم هم به حالت برهم نهی وجود داشته باشد.این نوع همبستگی به درهم تنیدگی( entanglement)،گره خوردگی یاایجادمانع موسوم است وتنها برهم نهی کامل (entire superposition)اطلاعات راحمل می کند.وقتی که دوموج کوانتومی برهم منطبق شده باشند،همانند یک موج رفتار می کنندوگفته می شود که آن ها همدوس می باشند،فرایندی که بوسیله آن دوموج همدوس دوباره به حالت های اولیه خود برمی گردند،وهویت های انفرادی (individual identitie) اولیه خودرادوباره به دست می آورند،واهمدوسی نامیده می شود.برای یک الکترون درانطباقی ازدوحالت انرژی مختلف (یا تقریبا دوموقعیت متفاوت درون یک اتم)واهمدوسی می تواند مدت زمان بسیاری طول بکشد،ممکن است گاهی اوقات روزها به طول انجامد.یکی از موانع اصلی درک وتحلیل محاسبه کوانتومی ،مسئله واهمدوسی می باشد.حالت برهم نهی یک کیوبیت بسیار زودگذر وناپایدار می باشد،تقریبا هر چیزی نظیریک الکترون یافوتون سرگردان می تواندسبب فروریختن ومتلاشی شدن کیوبیت همدوس وقرارگرفتن آن دریکی ازدوحالت کلاسیکی گردد.

قدرت وتوانایی محاسبه کوانتومی
تنها با یک کیوبیت،یک کامپیوتر کوانتومی می تواند از قبل کارهایی را انجام دهد که هیچ کامپیوتر کلاسیکی قادر به انجام آن نیست .یک اتم تنها رادردوحالت برهم نهی صفرویک در نظربگیرید.هرگاه ما آن راوادار به تابش فلوئورسانس نماییم درتلاش برای کشف وفهمیدن اینکه در چه ترازی به سرمی برد،درنیمی اززمان طی شده فوتونی رامنتشرخواهدکردکه نشان می دهد،اتم در حالت یک به سر میبرد و در بقیه زمان هیچ فوتونی منتشر نمی شود و کیوبیت در حالت صفر قرار دارد.این بدین معناست که این بیت ،یک بیت تصادفی است؛بدین ترتیب ما یک تولید کننده اعداد تصادفی را پدید آورده ایم،چیزی که با استفاده ازیک کامپیوتر کلاسیک نمی توان به آن دست یافت .درهر حال ،قدرت واقعی محاسبه کوانتومی بایک سیستم متشکل ازتعدادزیادی ازکیوبیت ها،میسرمی گردد وبه وقوع می پیوندد.در حالیکه در یک سیستم کلاسیک توان جستجوی سیستم بطور خطی با تعداد کامپیوترهای به کار رفته افزایش می یابد.

چگونه یک کامپیوترکوانتومی کارمی کند؟
اطلاعات از تکه های مجزا مشابه با انفصال سطوح انرژی دریک اتم ناشی میشوند.یک کامپیوتر کلاسیکی حاوی این اطلاعات رقمی است وازمسیری به صورت مجموعه ای از بیت ها می گذرد.یک کامپیوتر کوانتومی بایستی این ویژگی مجزا از اطلاعات رقمی رابا ویژگی مجزای عجیبی از مکانیک کوانتومی وفق دهد.برای انجام این کاریک سیستم کوانتومی نظیر یک اتم را می توان به کار برد،چرا که سطوح انرژی مجزایی داردکه می توانند بیت هایی ازاطلاعات مشابه ترانزیستورها رادرخود نگه دارد،دریک حالت انرژی می تواند مقدارصفرودرحالت انرژی دیگرمی تواندحالت یک رااختیارکند.برای اینکه خوشه ای ازاتم ها به صورت یک کامپیوتر کارکنندبایستی اطلاعات راروی سیستم فراخواند،آن ها راازطریق دستکاری منطقی ساده پردازش کردوسپس پاسخ راقرائت نمود.به بیان دیگر،سیستم های کوانتومی بایستی توانایی خواندن،نوشتن وانجام عملیات حسابی راداشته باشند.مثالی از اینکه چگونه می توان این عملیات رابااستفاده از سیستم های اتمی انجام داد،درزیرآماده است.

الگوریتمهای کوانتومی
.به منظور وارد کردن مسائل به درون یک کامپیوترما نیازداریم تا الگوریتم ها را به دقت تعریف و بنیانگذاری کنیم،الگوریتم مجموعه ای ازدستورالعمل های عمومیت یافته است که این امکان رابرای ما فراهم می سازد تا بتوانیم عملیات محاسبه ی معین و ویژه ای رابه ترتیب اجراکنیم .هرگاه ما الگوریتم های کلاسیکی خودمان رابر روی یک کامپیوتر کوانتومی مورداستفاده قراردهیم،به سادگی محاسبات را به طریقه مشابه با یک کامپیوتر کلاسیک انجام واجرا خواهدکرد.
به منظورنشان دادن برتری آن وبهره برداری ازپدیده توازی کوانتومی ما نیا ز داریم تا الگوریتم ها ی کوانتومی راپایه گذاری کنیم
انواع الگوریتم های کوانتومی
● الگوریتم شور Shor’s Algorithm : هدف این الگوریتم شکستن یا تجزیه یک عدد بزرگ به عامل های اول آن است
● الگوریتم گراور( Graver’s Algorithm): الگوریتم می تواند عملیات مرتب کردن داده ها راازمیان پایگاه های اطلاعاتی بزرگ ونامرتب انجام دهد.
نرم افزارهای کوانتومی
مسئله دیگر نرم افزارهای کوانتومی هستند که حالت کوانتومی مشخصی دارند و کامپیوترهای کوانتومی را قادر می سازند وظیفه خاصی را انجام دهند. حاصل کار بسته به نسخه نرم افزار، متغیر خواهد بود. اما مشکل این است که نرم افزار ها حالت یک بار مصرف خواهند داشت که البته باعث رشد صنعت نرم افزاری خواهد شد و به نفع شرکت های نرم افزاری است، ولی به تازگی محققان کشف کرده اند که نرم افزار کوانتومی در شرایط خاص می تواند نقش کاتالیزوری را انجام دهد و طی فرآیند بدون مصرف شدن باعث اجرای عملیات شود.

نخستین کامپیوتر کوانتومی
شرکت D‪-‬wave سازنده این کامپیوتر است که نامش را D‪-‬Wave One گذاشته و با انتشار مقاله ای در مجله Nature کار خودش را در ساخت یک کامپیوتر کوانتومی اثبات کرده است.
در تصویر بالا پردازشگر این کامپیوتر را می بینید که از نوع 128qubit است. اصطلاحی جدید که احتمالا در آینده آن را زیاد می شنویم. این پردازشگر فعلا فقط برای کارهای ویژه ای کاربرد دارد. و قرار است از این کامپیوتر برای پردازش های مرتبط با هوش مصنوعی و کارهای آماری استفاده شود. ‏برای داشتن اولین کامپیوتر کوانتومی هم باید ۱۰ میلیون دلار بپردازید.

[m2_farzan]

دمت گرم. حیف که دکمه تشکر نداره

[1485159]

توی اخبار شبکه 4 گفت که یه دانشمند ایرانی(خارج از کشوره) یه کار مهمی در مورد رایانه های کوانتمی انجام داده که تا چند سال پیش فکر میکردن که انجام این کار غیر ممکنه. اما دقیقا نفهمیدم که چیکار کرده.

[eshpilen]

ساختن رایانه های کوانتمی همه کاره به این سادگی ها نیست.


D-Wave Systems is marketing a $10,000,000 Quantum Computer named "D-Wave One" with a 128-qubit (quantum bit) chipset that performs just a single task -- discrete optimization.


ترجمه: «D-Wave Systems درحال فروش یک رایانهء کوانتمی 10 میلیون دلاری بنام D-Wave One با یک چیپست 128-qubit است که تنها یک کار را انجام میدهد - discrete optimization»

10 میلیون دلار برای رایانه ای که فقط یک کار انجام میده!!
ضمنا گفته عمل رو انجام میده؛ اینکه با چه سرعتی و چه مزیت و برتری ای داره محل سواله!
ضمنا برای ساختن یک رایانهء کوانتمی همه کاره و قوی که بشه باهاش واقعا کارهایی مثل شکستن RSA رو انجام داد، نیاز به خیلی بیش از 128-qubit است و فکر میکنم یکی از مشکلات بزرگ هم افزایش تعداد qubit هاست و مشکلات بزرگ در همین جا پیش میان.


According to Scott Aaronson (http://en.wikipedia.org/wiki/Scott_Aaronson), a Computer Science (http://en.wikipedia.org/wiki/Computer_Science) professor at MIT (http://en.wikipedia.org/wiki/MIT) who specializes in the theory of quantum computing, D-Wave's demonstration did not prove anything about the workings of the computer. He claimed a useful quantum computer would require a huge breakthrough in physics, which has not been published or shared with the physics community.[21] (http://en.wikipedia.org/wiki/D-Wave_One#cite_note-Aaronson-Orion-Anti-Hype-FAQ-20) .


ترجمه: «بنا بر نظر Scott Aaronson (http://en.wikipedia.org/wiki/Scott_Aaronson)، یک استاد علم کامپیوتر در MIT که در تئوری پردازش کوانتمی تخصص دارد، نمایش D-Wave هیچ چیزی را درمورد طرز کار آن کامپیوتر ثابت نکرد. او ادعا کرد که یک رایانهء کوانتمی سودمند نیازمند یک پیشرفت عظیم در فیزیک خواهد بود، که منتشر نشده یا با جامعهء فیزیک به اشتراک گذاشته نشده است.»


Umesh Vazirani (http://en.wikipedia.org/wiki/Umesh_Vazirani), a professor at UC Berkeley and one of the founders of quantum complexity theory, made the following criticism:[24] (http://en.wikipedia.org/wiki/D-Wave_One#cite_note-Aaronson-and-Vazirani-on-Orion-23)


"Their claimed speedup over classical algorithms appears to be based on a misunderstanding of a paper my colleagues van Dam, Mosca (http://en.wikipedia.org/wiki/Michele_Mosca) and I wrote on "The power of adiabatic quantum computing." That speed up unfortunately does not hold in the setting at hand, and therefore D-Wave's "quantum computer" even if it turns out to be a true quantum computer, and even if it can be scaled to thousands of qubits, would likely not be more powerful than a cell phone."
ترجمه: «Umesh Vazirani (http://en.wikipedia.org/wiki/Umesh_Vazirani)، یک استاد در UC Berkeley و یکی از بنیانگذران تئوری پچیدگی کوانتمی، انتقاد زیر را بیان داشت: افزایش سرعت ادعایی آنها نسبت به الگوریتم های کلاسیک بنظر میرسد بر اساس یک فهم اشتباه از مقاله ای که همکاران من van Dam، Mosca (http://en.wikipedia.org/wiki/Michele_Mosca) و من درمورد قدرت پردازش کوانتمی بی حرارت نوشتیم بنا شده باشد. آن افزایش سرعت متاسفانه در آرایشی که درحال حاضر در دست است صدق نمیکند، و بنابراین رایانهء کوانتمی D-Wave حتی اگر واقعا یک رایانهء کوانتمی حقیقی باشد، و حتی اگر بتواند به هزاران qubit توسعه یابد، احتمالا بیشتر از یک تلفن همراه قدرتمند نخواهد بود.»


Wim van Dam, a professor at UC Santa Barbara, summarized the current scientific community consensus in the journal Nature:[25] (http://en.wikipedia.org/wiki/D-Wave_One#cite_note-van-Dam-Nature-24)


"At the moment it is impossible to say if D-Wave's quantum computer is intrinsically equivalent to a classical computer or not. So until more is known about their error rates, caveat emptor (http://en.wikipedia.org/wiki/Caveat_emptor) is the least one can say."
ترجمه: «Wim van Dam، یک استاد در UC Santa Barbara، اجماع نظر جاری جامعهء علمی را در مجلهء Nature اینگونه خلاصه کرد: در حال حاضر غیرممکن است بتوان گفت آیا رایانهء کوانتمی D-Wave از نظر ذاتی معادل یک رایانهء کلاسیک است یا نه. پس تا زمانیکه اطلاعات بیشتری درمورد نرخ خطای آنها دانسته شود، کمترین چیزی که میتوان گفت اینست که مسئولیت آن به گردن خریدار است (م: ضمانتی وجود ندارد)»


In 2012 Scott Aaronson, along with John Preskill, John Martinis, and Michael Freedman toured the D-Wave lab. In a blog post Aaronson described the event, opined on various aspects of the commercial system for sale and experimental results, and commented on past criticisms of D-Wave:[26] (http://en.wikipedia.org/wiki/D-Wave_One#cite_note-Aaronson-visits-D-Wave-25)


"I do regret the snowballing nastiness that developed as a combined result of my and other skeptics’ statements, D-Wave’s and its supporters’ statements, and the adversarial nature of the blogosphere. For the first time, I find myself really, genuinely hoping—with all my heart—that D-Wave will succeed in proving that it can do some (not necessarily universal) form of scalable quantum computation."
ترجمه: «در 2012 Scott Aaronson (http://en.wikipedia.org/wiki/Scott_Aaronson)، به همراه John Preskill, John Martinis, و Michael Freedman از D-Wave بازدید کردند. در یک پست وبلاگ Aaronson آن اتفاق را شرح داد، دربارهء جنبه های مختلفی از سیستمها برای فروش و نتایج آزمایشی دیدگاه خود را روشن کرد، و دربارهء انتقادهای گذشته از D-Wave چنین گفت: من از زشتی فزاینده ای که بعنوان نتیجهء اظهارات من و بقیهء شکاکان، اظهارات D-Wave و بقیهء حامیان آن، و طبیعت مقابله جویانه جو وبلاگ توسعه یافت افسوس میخورم. برای نخستین بار، من خودم را واقعا، خالصا آرزومند میبینم - از تمامی قلبم - که D-Wave در اثبات آنکه میتواند شکلی (نه لزوما فراگیر) از پردازش کوانتمی مقیاس پذیر را انجام دهد موفق شود»

===================

منبع: http://en.wikipedia.org/wiki/D-Wave_One


خب دوستان همونطور که مشاهده کردید این مسئله پیچیده تر و مبهم تر از این حرفهاست. هنوز اصلا شک هست که چیزی که ساخته شده واقعا رایانهء کوانتمی بقدر کافی کامل و موثری باشه. اگر به اشاراتی در متن دقت کنید، پیچیدگی ها و مسائل ظریفی در این باب وجود دارن که هنوز کسی راه حل و اثباتی براشون ارائه نکرده. البته در مقیاس آزمایشگاهی تست های موفقی انجام شده ظاهرا (که حتی بعضی از این آزمایشات رو هم در منابع دیدم بعضی ها زیر سوال بردن و نسبت به ماهیت و دقت اونها شک شده)، اما رسیدن از اون تست ها به یک رایانهء کوانتمی واقعی که واقعا بشه اون کارهای بزرگ رو باهاش انجام داد کار بزرگی هست و مشکلات بزرگی در سر راه وجود دارن که باید حل بشن.
نمونهء رایانهء D-Wave هم حتی اگر بقدر کافی کوانتمی و واقعی و مفید باشه برای امید به توسعهء رایانه های کوانتمی، هنوز در یک مقیاس خیلی کوچک و از نظر عملکرد و کارایی بسیار محدوده و برتری و کارایی مهمی نداره نسبت به رایانه های کلاسیک فعلی. بقول طرف تازه بعد از کلی توسعه دادنش و رسیدن به ظرفیت هزاران qubit احتمالا از یک تلفن همراه قوی تر نخواهد بود. تازه همین رسیدن به چند هزار qubit همینطور ساده نیست فکر کنید مثل CPU های معمولی به راحتی و بعد از چند سال شدنیه لزوما. این یک فیلد جدید و پیچیده با مشکلات و ظرایف بیشتری هست و پیشرفت در اون به این راحتی ها نیست.

حالا ببینید اینکه میگم ملت ما دانش و بینش و توانایی ندارن در این زمینه. شما بازم بگید ما متخصص داریم و ما میدونیم و غیره.
یک منبع و خبر و مقاله رو نمیتونیم درست و کامل و با روش علمی و مطمئن بذاریم و فقط هیجان و زودباوری و شایعه و تبلیغات بی پایه رو خوب ایجاد میکنیم و انتشار میدیم. چون یک شرکت تجاری که میگن سابقهء تبلیغات و ادعاهای عجیب و الکی هم داره یک چیزی گفته و میخواد چیزی بفروشه ما این قضیه رو قبول کردیم. یک نفر نرفته تحقیق بیشتر بکنه و این موارد رو دربیاره و مطرح کنه. و لابد توی اخبار صدا و سیما هم پخش میشه!! حالا اون افراد متخصص و دانشمندهای خفن مخفی این مملکت کجا هستن بنده نمیدونم :قهقهه:
یکی دوتا از اینا چرا توی دانشگاهها پیدا نمیشن پس که نظر و اصلاحیه ای بدن؟ :متفکر:
یکی از این دانشجوهای فیزیک نابغهء ما در وبلاگش اومده حرفی بزنه و بصورت علمی و اصولی تمام حقایق رو بررسی کنه؟ پس دانشمندان بزرگی که ما ماشالا کم نداریم از کجا درمیان اونوقت؟ چند خط نوشته عادی رو نمیخونن و ترجمه نمیکنن و دوزاری کسی نمیفته، بعد میخوان روی مسائل پیچیده علوم مدرن روز کار کنن؟
یه مطلب خوندن و تحقیق و مطلب دادن ساده و کلی رو کسی درست انجام نمیده! بقیش پیشکش. فکر کردید واقعا علم و توانایی و پیشرفت و پیشرو بودن در اون به این سادگیه که وقتی چیزهای پایه و اولیش وجود نداره و دیده نمیشه نسبت به وجود بیشترش خوشبین باشیم؟
مثل اینکه بزرگترین دانشمند ایران در این زمینه خودم هستم اونم با مطالعه هایی که بیشترش در چند وقت اخیر بوده! بهتره برم مخفی بشم تا ترورم نکردن :لبخند:

[eshpilen]

منظورم اینه که مثلا اینکه کامپیوترهای ما نمی تونن RSA رو قفل گشایی کنن به علت محدودیت اونا در سرعت پردازشه یا اینکه کلا نمی تونن همچین کاری رو بکنن؟
مسئله فقط سرعت رایانه ها نیست.

بعضی مسائلی که روی رایانه های کلاسیک الگوریتم حل اونها از مرتبهء به توان N است در رایانه های کوانتمی با بهره گیری از خواص منحصربفرد اونها میتونن در زمان Polynomial حل بشن. یعنی حداکثر به توان یک عدد ثابت.
البته توضیحات بنده از نظر ریاضی چندان دقیق نبود، ولی کلیتش همینه. مثلا بجای توان N که میگم ممکنه به توان یک عبارت خاصی که N هم در اون بکار رفته باشه (که ممکنه کلا کوچکتر یا بزرگتر از N باشه). مثل مثالهایی که در اینجا زده: http://en.wikipedia.org/wiki/Sub-exponential_time#Sub-exponential_time

درمورد شکسته شدن RSA توسط رایانه های کوانتمی بخاطر افزایش توانی بزرگ سرعت اجرای الگوریتم مخصوصی هست که روی رایانه های کوانتمی قابل اجراست. وگرنه اگر این الگوریتم خاص اختراع/کشف نشده بود بازم رایانه های کوانتمی نمیتونستن RSA رو بشکنن، حتی اگر سرعت خیلی بیشتری داشتن. البته در زمانی که رایانه های کوانتمی واقعی و قدرتمند ساخته بشن باید طول تمام کلیدهای رمزنگاری رو افزایش داد. مثلا طول کلید الگوریتم های متقارن مثل AES رو باید دوبرابر کرد. یعنی الان که حداقل طول کلید امن 128 بیت است اون موقع حداقل طول کلید ایمن میشه 256 بیت. این یک مسئلهء جداست و به معنای شکسته شدن خود الگوریتم رمزنگاری نیست. یعنی مرتبهء شکستن رمزنگاری تغییر نمیکنه، بلکه طول کلید امن رو به تناسب افزایش چشمگیر قدرت پردازشی رایانه ها افزایش میدیم و دوباره اون الگوریتم با امنیت کافی قابل استفاده خواهد بود. ولی اگر زمان لازم برای شکستن یک الگوریتم Polynomial باشه اونوقت دیگه بدرد الگوریتم رمزنگاری نمیخوره، چون با افزایش طول کلید، زمان لازم برای شکستن اون با توان N رشد نمیکنه و فراهم کردن منابع پردازشی لازم برای کرک کردن اون از دسترس خارج نیست.

این تاجاییکه بنده میدونستم و استنباط کردم.

[eshpilen]

الان داشتم این مقاله رو میخوندم: http://en.wikipedia.org/wiki/Kish_cypher
کوانتمی نیست، ولی جالبه و یجورایی میشه گفت کم و بیش معادل غیرکوانتمی QKD هست.
برای تکمیل مطلب گذاشتم.
از اینطور چیزها آدم کم برمیخوره.
کمتر کسی به گوشش خورده.

[aminghaderi]

دوستان عزیزی که مطالب این تاپیک رو کامل مطالعه کردن ، یه خلاصه 4تا نهایتا 10 خطی برای ما پیر مردهای کم حوصله بگذارند.:کف:
ممنون.

[eshpilen]

بنده درمورد نحوهء برنامه نویسی در آینده ای که رایانه های کوانتمی بجای رایانه های کلاسیک فعلی استفاده بشن نظر خاص یا نهایی نمیدم. چون اطلاعات دقیق و کامل و مطمئن خاصی با جزییات در این زمینه ندارم. ضمنا بنظرم درحال حاضر برای ما کاربرد و اهمیت و بنابراین اولویت خاصی نداره.
تنها چیزی که میتونم در این زمینه بگم اینه که از نظر امنیتی و علم رمزنگاری یکسری الگوریتم های رمزنگاری فعلی منسوخ میشن و بجاشون باید از الگوریتم های دیگری استفاده کرد (که همین الان هم کاندیداهای جایگزینی اونا وجود دارن). همینطور طول کلیدهای رمزنگاری متقارن باید دو برابر بشن. این مطالب رو میدونستم چون در زمینهء رمزنگاری مطالعه زیادی داشتم و اینها رو بارها در منابع مختلف خوندم.

بحث بیشتر بنده روی این ادعا بود که رایانه های کوانتمی به زودی (مثلا 5 یا حتی 10 سال آینده) فراگیر میشن یا این ادعا مطرح شد که همین الان هم یک شرکتی رایانهء کوانتمی ساخته و میفروشه (البته به یک قیمت گزاف).
خب با توجه به مطالب و منابع و مستنداتی که مطالعه کردم و براتون گذاشتم، این ادعا درحال حاضر هیچ پشتونه و اعتباری نداره. شرکت مذکور هنوز حتی نتونسته ثابت کنه که رایانه ای که ساخته واقعا یک رایانهء کوانتمی به معنای واقعیه. ضمنا اونطور که قبلا در جاهای دیگری خوانده بودم، این شرکت به اینطور ادعاهای گنده و تبلیغات هیجان انگیزی که پشتوانه و اثباتی براشون ارائه نمیده از قبل معروفه. دانشمندان و متخصصان و حتی افرادی که نظریه پرداز و بنیانگذار در این رشته بودن ادعای این شرکت رو تایید نمیکنن و حتی برعکسش رو میگن. بطور مثال یکیشون میگه که برای ساختن رایانه های کوانتمی واقعی بدردبخور، نیاز به پیشرفت عظیمی در علم فیزیک هست. دانشمند و نظریه پرداز دیگری هم گفته که ادعایی که این شرکت درمورد مزیت پردازشی رایانهء کوانتمی خودش ارائه کرده (اگر در وهلهء اول فرض کنیم که واقعا یک رایانهء کوانتمی واقعی ساختن) ظاهرا بر اساس برداشت اشتباه از مقاله ای که من و چند نفر همکار دیگر قبلا ارائه کرده بودیم استوار شده و متاسفانه رایانه ای که اونا ساختن چنان برتری ای رو نداره و اون فرضیات و محاسبات درموردش صدق نمیکنن، و اگر خیلی توسعه پیدا کنه و کلی بزرگتر بشه احتمالا اندازهء یک تلفن همراه قدرت خواهد داشت!!

ضمنا خود اون شرکت گفته که رایانه اش فقط همون یک کار رو انجام میده!! یعنی قادره فقط یک الگوریتم خاص رو اجرا کنه، که اونم ظاهرا از اساس اشتباه کردن درمورد برتری ای که در زمینهء اون الگوریتم داره و هیچ برتری ای نداره و اینقدر هم ضعیفه که عملا هم به هیچ دردی نمیخوره جز تحقیقات و شاید امید بیشتری برای آینده.

درمورد جزییات فنی سیستمش هم اطلاعات کافی نمیده (ظاهرا میگن اسرار تجاریه) که بررسی بیشتری بشه.

خلاصه برای وجود رایانه های کوانتمی واقعی و بدردبخور و همه کاره هنوز خیلی زوده و جز شایعه و ادعاهایی که مغایر با نظر دانشمندان و شواهد عملی هستن چیز دیگری در این زمینه وجود نداره.

اون رایانه هایی که بخوان کار رو به تغییر الگوریتم های رمزنگری یا محیط عمومی و برنامه نویسی بکشونن، ظاهرا هنوز باید خیلی دور از دسترس تلقی بشن. حتی بعضیها شک دارن که ساخت چنین رایانه هایی هیچوقت محقق بشه.

ضمنا در این تاپیک یک بحث دیگری هم مطرح شد بنام توزیع کلید کوانتمی (QKD)، که نیازی به وجود رایانه های کوانتمی نداره.
باید بگم چنین چیزی درحال حاضر وجود داره و ظاهرا استفاده شده و تولید و فروش هم براش ممکن هست. ولی این هم درحال حاضر مزیت و کاربرد عملی واقعا گسترده و مهمی نداره (حداقل برای عموم) و بیشتر جنبهء تحقیقاتی و اولیه داره یا برای انجام بخشی از عملیات مربوط به کاربردهای خیلی خاص و حساس مثل انتخابات الکترونیک بعضیها فکر میکنن باید استفاده بشه. ولی اینم باز توش ابهام هست که آیا واقعا چنین چیزی صرف داره یا ضریب اطمینان عملی براش کافی هست یا خیر. چون این فناوریهای نو و حساس که خیلی کمتر تست و تجربه شدن خودشون مستعد ضعف ها و اشتباهات متعدد و خطرناکی در طراحی و پیاده سازی هستن (چند مورد واقعیش رو در مقالهء ویکیپدیا خونده بودم) و از طرف دیگر الگوریتم ها و روشهای فعلی خودشون استحکام واقعا زیادی دارن و سالها تست و تحقیق و تجربه و اصلاح و موشکافی توسط عدهء زیادی پشت اونها بوده. در ضمن امن شدن انتخابات الکترونیک با استفاده از QKD توهمی بیش نیست. چون انتخابات الکترونیک خیلی بخشها و عملیات دیگر داره که کوچکترین ضعفی در هرکدام میتونه امنیت کل سیستم رو مخدوش کنه. درواقع احتمالا راههای محتمل تری برای دست بردن در انتخابات الکترونیک وجود داره تا اینکه بخوان صرفا به یک بخش و عملیات خاص که QKD میتونه درش کاربرد داشته باشه نفوذ کنن. به عبارتی، میزان استحکام یک زنجیر، برابر استحکام ضعیف ترین حلقهء آنست.

--------------------------------------------------

ببخشید دیگه کوتاهتر از این نمیتونستم یا بنظرم درست و اصولی نبود که بگم.
ضمنا فقط یک بحث خاص نبود بنظرم. چندتا مسئله و ادعای مختلف قاطی موضوع اصلی تاپیک شد.
البته بنظر منکه خوب بود. چون چیزهای جالب و مفیدی مطرح شد و بنده هم حتی بعضی موارد رو نمیدونستم و تحقیق کردم و چیزهای جالب دیگری یاد گرفتم. بحث اصلی تاپیک هم که فکر نمیکنم کسی چیز دیگری داشت یا داشته باشه که بخواد مطرح کنه. منظورم مطلب بدردبخور اصولی و مستند و مستدل هست.

[aminghaderi]

ببخشید دیگه کوتاهتر از این نمیتونستم یا بنظرم درست و اصولی نبود که بگم.
ممنون دوست عزیزم ، لطف کردی ، سپاس بابت زحمتی که کشیدی .