محاسبات ابری کوانتومی چیست و چگونه کار می کند؟

به گزارش پایگاه خبری ارز دیجیتال موبو ارز،

محاسبات ابری کوانتومی یک فناوری نوپای قابل توجه است که ممکن است به زودی به لطف فناوری ابری به طور گسترده در دسترس قرار گیرد.

آینده محاسبات کوانتومی ابری چگونه است؟

کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند که پیاده‌سازی محاسبات کوانتومی مبتنی بر ابر می‌تواند دشوارتر از هوش مصنوعی باشد که در دهه گذشته رشد چشمگیری داشته است.

بخشی از این چالش به دلیل الزامات فنی پیچیده کامپیوترهای کوانتومی است. سیستم‌های سخت‌افزاری کوانتومی به شرایط عملیاتی بسیار سرد نیاز دارند، بنابراین ارائه‌دهندگان ابر باید فضای اختصاصی برای رایانه‌های کوانتومی بسازند. مراکز داده ای که در حال حاضر وجود دارند برای این منظور ناکافی هستند.

علاوه بر این، صنعت به عنوان یک کل هنوز در مراحل ابتدایی خود مورد توجه قرار می گیرد، زیرا محاسبات کوانتومی و نرم افزار مرتبط با آن هنوز در مراحل اولیه توسعه و پیاده سازی هستند. برنامه نویسان همچنین باید مهارت های حسابی و منطقی جدیدی کسب کنند، زیرا رویکردهای برنامه نویسی دیجیتال معمولی به طور قابل توجهی با روش های مورد نیاز برای محاسبات کوانتومی متفاوت است.

با این حال، کارشناسان در مورد پتانسیل محاسبات کوانتومی ابری خوشبین هستند و معتقدند که مزایای قابل توجهی برای صنایع مختلف مانند مالی، لجستیک، مراقبت های بهداشتی و فناوری به همراه خواهد داشت.

با پیشرفت فناوری، هنوز احتمال دارد که محاسبات کوانتومی مبتنی بر ابر در آینده نزدیک به طور گسترده ای در دسترس قرار گیرد و این فناوری قدرتمند را برای مشاغل در دسترس و مقرون به صرفه تر کند.

این شرکت ابری احتمالاً اولین ارائه‌دهنده خدمات کوانتومی خواهد بود، زیرا این سرویس تنها پیشنهاد فعلی را گسترش می‌دهد. اگر محاسبات ابری کوانتومی به طور مؤثر مستقر و به بازار عرضه شود، می تواند به اندازه اجرای هوش مصنوعی و یادگیری ماشین فراگیر شود.

مطالب مرتبط: ۱۰ فناوری جدید در علوم کامپیوتر که آینده را شکل خواهند داد

چگونه از محاسبات ابری کوانتومی استفاده می شود؟

برخی از کاربردهای فعلی محاسبات ابری کوانتومی به آزمایش الگوریتم های کوانتومی مربوط می شود.

به طور خاص، الگوریتم‌های کوانتومی بر روی رایانه‌های کلاسیک نوشته می‌شوند و بر روی رایانه‌های کوانتومی آزمایش می‌شوند تا از دوام آنها اطمینان حاصل شود. از آنجایی که محاسبات کوانتومی دارای هزینه‌های بالای فناوری و موانع ورود است، محاسبات کوانتومی ابری شرکت‌ها و محققان را قادر می‌سازد تا از این فناوری برای کشف برنامه‌های مختلف محاسبات کوانتومی استفاده کنند.

محاسبات کوانتومی از نظر توسعه و پیاده سازی هنوز در مراحل ابتدایی خود است، بنابراین پذیرش آن هنوز کم است. این یک تغییر دهنده بازی است که در را به روی آن باز می کند.

هدف از محاسبات ابری کوانتومی چیست؟

محاسبات کوانتومی این پتانسیل را دارد که مشکلات پیش از این دشوار را در زمینه های متنوعی مانند اقتصاد، طراحی و توسعه دارو، امور مالی و تدارکات حل کند.

به عنوان مثال، پلتفرم‌های محاسبات ابری کوانتومی در مقیاس بزرگ می‌توانند برای حل مشکلات مربوط به بهینه‌سازی منابع لجستیک و زمان‌بندی در یک زمینه تجاری استفاده شوند. در مراقبت‌های بهداشتی، محاسبات ابری کوانتومی این پتانسیل را دارد که مقادیر زیادی از داده‌های بیمار را تجزیه و تحلیل کند تا مؤثرترین درمان‌ها را برای بیماری‌های خاص پیدا کند.

علاوه بر این، در حوزه امنیت سایبری، رایانه های کوانتومی می توانند از قدرت محاسباتی پیشرفته برای مبارزه با جرایم سایبری و نقض داده ها استفاده کنند. مزایای محاسبات ابری کوانتومی بسیار زیاد است. یکی از مزایای بزرگ این است که سازمان ها می توانند بدون نیاز به خرید ماشین ها و سیستم های خنک کننده خود به قدرت محاسبات کوانتومی دسترسی داشته باشند.

همچنین به محققان کوانتومی، مانند دانشجویان و دانشگاهیان فیزیک کوانتومی، اجازه می‌دهد تا اصول کوانتومی را بهتر درک کنند و بدون نیاز به دسترسی فیزیکی به کامپیوتر کوانتومی، آزمایش‌ها را انجام دهند.

محاسبات ابری کوانتومی چگونه کار می کند؟

خدمات محاسبات ابری کوانتومی، مشابه راه حل های پلتفرم به عنوان سرویس، با اتصال مستقیم کاربران به پردازنده های کوانتومی، شبیه سازها و شبیه سازها کار می کنند.

کامپیوترهای کوانتومی فیزیکی آنقدر پیچیده هستند که دسترسی مبتنی بر ابر یک راه‌اندازی ایده‌آل برای کسانی است که نیاز دارند از قدرت محاسبات کوانتومی بدون خرید ماشین خود استفاده کنند.

IBM می‌گوید که سیستم سخت‌افزار کوانتومی آن تقریباً به اندازه یک خودروی معمولی است و عمدتاً از یک سیستم خنک‌کننده تشکیل شده است که پردازنده‌های ابررسانا خود را در دمای عملیاتی ایده‌آل خود در دمای بسیار پایین نگه می‌دارد. من اینجا هستم.

سیستم‌های سخت‌افزاری کوانتومی از ابرسیال‌هایی تشکیل شده‌اند که برای خنک کردن سیستم عمل می‌کنند. ابررساناها اتصالات جوزفسون را تشکیل می دهند تا بارها را از طریق تونل کوانتومی حمل کنند. کیوبیت هایی که کنترل رفتاری و انتقال اطلاعات را تسهیل می کنند.

کیوبیت ها می توانند عملکرد مهمی به نام برهم نهی را انجام دهند. این به ما امکان می دهد اطلاعات کوانتومی را که در اختیار داریم در تمام ترکیبات پیکربندی ممکن حالت های برهم نهی یا کیوبیت ها مرتب کنیم. این پدیده امکان ایجاد فضاهای محاسباتی چند بعدی را فراهم می کند و حل مسائل پیچیده را تسهیل می کند.

نکته دیگری که هنگام صحبت در مورد محاسبات کوانتومی باید فهمید، مفهوم درهم تنیدگی (اثرات مکانیکی کوانتومی) است. درهم تنیدگی به ارتباط بین رفتار دو چیز جداگانه اشاره دارد. در زمینه درهم تنیدگی کوانتومی، زمانی که یک کیوبیت درهم می‌آید، باعث تغییراتی در سایر کیوبیت‌ها می‌شود که به سیستم اجازه می‌دهد سریع‌تر از رایانه‌های کلاسیک راه‌حل‌ها را پیدا کند.

برخلاف این باور رایج اما نادرست که محاسبات کوانتومی می‌تواند مشکلات پیچیده را با آزمایش همه پیکربندی‌های ممکن به صورت موازی حل کند، رایانه‌های کوانتومی از درهم‌تنیدگی کیوبیت‌ها برای کشف احتمال استفاده می‌کنند. سپس الگوریتم خود را اجرا کنید تا شانس خود را برای دریافت بهترین پاسخ ممکن افزایش دهید.

تفاوت بین محاسبات ابری و رایانش ابری کوانتومی چیست؟

محاسبات ابری کوانتومی اصول کوانتومی را برای محاسبات توزیع شده اتخاذ می کند و رایانش ابری از سرورهای راه دور برای ارائه خدمات محاسباتی توزیع شده استفاده می کند.

رایانش ابری به سادگی به ارائه خدماتی مانند ذخیره سازی داده ها، سرورها، پایگاه های داده و شبکه ها از طریق اینترنت اشاره دارد. به عنوان مثال، سازمان ها می توانند به جای ذخیره داده ها در محل در سرورهای فیزیکی، خدمات ذخیره سازی ابری را برای کاهش تعمیر و نگهداری سخت افزار و سایر هزینه ها انتخاب کنند.

از سوی دیگر، محاسبات ابری کوانتومی از محاسبات کوانتومی مشتق شده است، شکلی از محاسبات که از اصول مکانیک کوانتومی برای حل مسائل پیچیده استفاده می کند. رایانه های کوانتومی را برای کاربران فراهم می کند تا به خدمات و راه حل های فعال کوانتومی از طریق ابر دسترسی پیدا کنند.

شرکت‌هایی که از محاسبات ابری استفاده می‌کنند، مانند گوگل، آمازون، آی‌بی‌ام و مایکروسافت نیز در توسعه رایانه‌های کوانتومی سرمایه‌گذاری می‌کنند تا فناوری محاسباتی را بهبود بخشند و به کاربران بیشتری اجازه دهند از طریق ابر به رایانه‌های کوانتومی دسترسی داشته باشند. ایستاده در خط مقدم. به عنوان مثال، کامپیوتر کوانتومی Osprey IBM دارای ۴۳۳ کیوبیت است. طبق گزارش ها، این شرکت قصد دارد تا سال ۲۰۲۵ تا ۴۰۰۰ کیوبیت مقیاس کند.

مطالب مرتبط: ارزهای دیجیتال در مقابل محاسبات کوانتومی: سیری عمیق در آینده ارزهای دیجیتال

محاسبات ابری کوانتومی چیست؟

محاسبات ابری کوانتومی منابع محاسباتی کوانتومی را از طریق فناوری ابری در اختیار سازمان ها، دانشگاهیان و سایر کاربران قرار می دهد.

کامپیوترهای کوانتومی مبتنی بر ابر از اصول فیزیک کوانتومی در حل مسائل محاسباتی پیچیده استفاده می‌کنند، بنابراین سریع‌تر با قدرت محاسباتی بیشتر نسبت به کامپیوترهای سنتی کار می‌کنند.

انواع مختلفی از کامپیوترهای کوانتومی مانند آنیل کوانتومی، شبیه ساز کوانتومی آنالوگ و کامپیوترهای کوانتومی جهانی وجود دارد. آنیل‌کننده‌های کوانتومی قوی‌ترین رایانه‌های کوانتومی محسوب نمی‌شوند، اما برای حل مسائل بهینه‌سازی به خوبی کار می‌کنند. از طرف دیگر شبیه سازهای کوانتومی آنالوگ، سیستم های قدرتمندی هستند که قادر به حل مسائل فیزیک و بیوشیمی هستند.

کامپیوتر کوانتومی جهانی قدرتمندترین و پرکاربردترین نوع کامپیوتر کوانتومی است. آنها همچنین سخت ترین برای ساخت هستند. محاسبات جهانی به طور بالقوه می تواند به یک میلیون کیوبیت، واحد اصلی اطلاعات کوانتومی، دسترسی داشته باشد. با این حال، فناوری فعلی فقط می تواند به حدود ۱۰۰-۴۰۰ کیوبیت دسترسی داشته باشد.

چگونه همه اینها با فناوری بلاک چین مرتبط است؟ محاسبات کوانتومی آنقدر فوق العاده قدرتمند است که به طور قابل درک نگرانی هایی را در جامعه بلاک چین ایجاد می کند.

اول، محاسبات کوانتومی می تواند برای به دست آوردن مزیت ناعادلانه نسبت به سایر استخراج کنندگان اثبات کار (PoW) و تسلط بر استخراج بلاک چین استفاده شود. این شبکه‌های غیرمتمرکز PoW مانند بیت‌کوین (BTC) و لایت کوین (LTC) را در معرض خطر تمرکز قرار می‌دهد.

دوم، محاسبات کوانتومی همچنین می‌تواند از نظر تئوری کد رمزنگاری مورد استفاده در زنجیره‌های بلوکی را بشکند. این بدان معناست که محاسبات کوانتومی می تواند از رمزنگاری برای فعال کردن حملات به شبکه های بلاک چین استفاده کند. با این حال، محاسبات ابری کوانتومی ممکن است راه حل موثری برای محافظت و سخت‌تر کردن بلاک چین در برابر حملات کوانتومی ارائه دهد، بنابراین همه ارزهای دیجیتال بدبین نیستند.

نویسنده: Marcel Deer