رایانه های کوانتومی و پیش بینی آینده

تحقیقات جدید در حوزه محاسبات رایانه های کوانتومی نشان داد کاربر با استفاده از این رایانه می‌تواند احتمالات آینده را در ورژن‌های مختلف محاسبه و پیش بینی کند.

رایانه های کوانتومی می‌توانند به کاربر این امکان را بدهند تا نسخه‌های مختلفی از احتمالات آینده را پیش بینی کند. این خاصیت تنها در خصوص رایانه های کوانتومی مصداق دارد و از عهده رایانه‌های کلاسیک برنمی‌آید.

حوزه رایانه های کوانتومی و محاسبه کوانتومی رشته جدید علمی است که از قوانین مرموز دنیای کوانتوم بهره می‌برد. قوانینی که بر کوچک‌ترین ذرات کیهان یا ذرات ریز اتمی حکومت می‌کنند و برای بسیاری از ما ناآشنا هستند. دانشمندان سعی دارند با استفاده از این قوانین دنیای محاسبات رایانه‌ای را متحول کنند.

اطلاعات در رایانه های کلاسیک در قالب بیت‌ها و یا همان منطق صفر و یک ذخیره می‌شد، اما در رایانه های کوانتومی، اطلاعات در بیت‌های کوانتوم یا کیوبیت ذخیره می‌شود. در دنیای کوانتوم ذرات زیر اتمی به خاطر قوانین عجیب مکانیک کوانتوم می‌توانند در حالت برهم نهی باشند، یعنی دو حالت را به طور همزمان از خود نشان دهند. این بدان معناست که اگر بخواهیم بدانیم در جعبه گربه شرودینگر، گربه مرده قرار دارد یا زنده، باید بگوییم که در داخل جعبه به طور همزمان گربه مرده و زنده وجود دارد و تنها زمانی که شما در جعبه را باز کنید یکی از دو حالت را خواهید داشت. یعنی زمان محاسبه یکی از دو حالت وجود دارد.

در واقع در برهم نهی هر دو حالت صفر و یک به طور همزمان وجود دارد. این خاصیت کیوبیت یا بیت کوانتومی این امکان را فراهم می‌کند تا هزاران تن حافظه را در قیاس با رایانه های سنتی در اختیار داشته باشیم و این موضوع می‌تواند سرعت محاسبه را افزایش داده و قدرت پیش بینی احتمالات را به شدت ارتقا دهد. در آینده این امکان به رایانه های کوانتومی داده می‌شود تا به پیش بینی میلیون‌ها احتمال در آینده بپردازند و بازتاب‌های احتمالی تصمیمات کوچک و بزرگ را پیش بینی نمایند. محققان در جریان آزمایش خود با شبیه‌سازی کوانتومی موفق شدند ۱۶ احتمال را در جریان تکان دادن سکه داخل جعبه و پیش بینی درست شیر یا خط بودن سکه انجام دهند.

رایانه های کوانتومی و پیش بینی شیر یا خط بودن سکه

پژوهشگران به منظور آزمایش کوانتومی خود به تحقیق در خصوص سکه داخل جعبه روی آوردند. در این آزمایش سکه‌ای را داخل یک جعبه قرار می‌دهند و با تکان دادن جعبه سعی می‌شود پیش بینی دقیقی از حالت شیر یا خط بودن سکه به دست آید. دو آزمایش بر روی جعبه سکه اعمال شد. در یک آزمایش جعبه به شکل قوی و در دیگری به شکل ضعیف تکان داده شد. در هر دو مورد جعبه چهار بار تکان خورد و ۱۶ احتمال شیر یا خط بودن سکه به وجود آمد. در پایان، محققان برهم نهی ۱۶ حالت ممکن را در یک فوتون واحد رمزگذاری کردند و در نهایت به پیش بینی احتمال شیر یا خط بودن سکه داخل جعبه بسته به میزان نیروی وارده بر جعبه برای تکان دادن سکه پرداختند.

در خاتمه نیز نقشه‌ای فراهم شد که بر اساس آن  محققان می‌توانستند شیر یا خط بودن سکه داخل جعبه را با توجه به تکانه‌های وارده بر جعبه پیش بینی کنند. محققان دریافتند هر نوع تغییر در فشار وارده بر جعبه می‌تواند رفتار سکه را عوض کند و لذا با تهیه نقشه‌ای همه ۱۶ احتمال را قابل پیش بینی ساختند.

در حال حاضر تیم فعال در این زمینه با محدودیت قدرت محاسبه رایانه های کوانتومی محدود شده است و تنها می‌تواند نقشه‌ای از ۱۶ احتمال رفتاری سکه را پیش بینی کند، اما در آینده می‌توان با ارتقا قدرت محاسبات، میلیون‌ها حالت و پیامد رفتاری سکه را پیش بینی کرد و حتی حتی زمانی می‌رسد که پیش بینی های کوانتوم حالتی بی‌نهایت به خود بگیرد.

چنین پیش‌بینی‌هایی می‌تواند زندگی بشر را متحول کند و حوزه‌هایی از زندگی انسان مانند وضعیت آب و هوا و یا پیش‌بینی بازار بورس و سهام را دچار استحاله‌ای عمیق نماید. حتی ترکیب رایانه های کوانتومی با هوش مصنوعی نیز پا را از این فراتر گذاشته و باعث تراکم دانش و شکل‌گیری ماشین یادگیرنده شده و بر کیفیت پیش‌بینی‌ها به شدت افزوده خواهد شد.