اکنون دیگر مکانیک کوانتوم در زندگی روزمره ی ما جریان یافته و تکنولوژی های بسیاری به کمک آن متولد شده اند. در این مقاله تکنولوژی های مبتنی بر محاسبات کوانتومی را مرور خواهیم کرد. با دیپ لوک همراه باشید…
اگرچه برخی از افراد در مورد جزییات پدیده های کوانتومی، اطلاعات دقیقی ندارند، اما اکثر آنها خوب میدانند که کوانتوم سرشار از پدیده های عجیب و غریب است. مکانیک کوانتوم، جهانی را توصیف می کند که ما کاملاً با آن بیگانه ایم. به عنوان مثال برهم نهی کوانتومی، دو حالتی بودن همزمان یک ذره را نشان می دهد و درهم تنیدگی کوانتومی یا به قول اینشتین حرکت شبح وار هم به معنای ارتباط غیرقابل رویت دو جسم دور از هم است. حتی با وجود چنین عجایبی، نظریه ی کوانتوم به خوبی جای خود را در زندگی عادی ما انسان ها باز کرده است. جان فون نویمان، ریاضیدان مجارستانی در این مورد می گوید «شما نمی توانید مکانیک کوانتوم را بفهمید، بلکه فقط باید آن را استفاده کنید!»
بیشتر وسایل الکترونیکی امروزی بر اساس فیزیک کوانتوم ساخته شده اند و کاربرد نظریه ی کوانتوم در محاسبات هم قطعاً راه را برای محاسبه ی مسائل دشوار و پیچیده ی امروزی باز خواهد کرد. تصور کنید یک پردازنده ی کوانتومی بتواند برای بدست آوردن نتایج همزمان جایگشت یک عدد بزرگ، از برهم نهی استفاده کند یا فرض کنید به علت درهم تنیدگی کوانتومی، سیستم هایی که دور از یکدیگر قرار دارند، مجاز به ارتباط و برهمکنش با یکدیگر باشند. محاسبه ی کوانتومی، پتانسیل بسیار عظیمی برای حل مسائل دشوار امروزی مانند شبیه سازی پاسخ بدن به داروها، پیش بینی الگوهای آب و هوایی یا آنالیز دیتابیس های بزرگ دارد.
نخستین ترانزیستور به اندازه ای بود که در دست جا می شد، در حالیکه ترانزیستورهای امروزی حدود ۱۴ نانومتر اندازه دارند، یعنی ۵۰۰ بار کوچکتر از گلبول قرمز خون! موسس کمپانی اینتل، گوردون مور، این کاهش شدید اندازه را پیش بینی کرد و در مدت ۵۰ سال این پیش بینی به واقعیت پیوست. اما این کاهش اندازه را دیگر نمی توان ادامه داد چرا که سیلیکون را نمی توان بیش از این، فشرده و کوچک کرد، بنابراین به رویکرد متفاوتی نیاز داریم.
ممکن است برخی از دوستان با ترانزیستور و کار آن آشنا نباشند که به زبان عامیانه می توان آن را به شکل زیر توضیح داد: ترانزیستور که یکی از قطعات بسیار مهم در الکترونیک به شمار می آید، یک نیمه هادی از جنس سیلیکون یا ژرمانیوم است. این قطعه به لطف خاصیت نیمه رسانایی خود، می تواند هدایت الکتریکی خود را تغییر داده و از حالت کاملاً هادی به حالت کاملاً عایق تغییر کند. بنابراین همانطور که متوجه شدید یکی از کاربردهای مهم آن، سوییچ کردن (خاموش/روشن کردن) و کاربرد دیگر آن، تقویت جریان است.