به گزارش خبرنگار علمی و فناوری برنا، اوایل امسال، آزمایش‌ها با به چالش کشیدن تصورات رایج، محدودیت‌های توانایی‌های کامپیوترهای کلاسیک را شکستند. نه تنها فناوری باینری قدیمی موفق به حل مسئله‌ای شد که به طور خاص برای پردازش کوانتومی در نظر گرفته شده بود، بلکه از این فناوری پیشی گرفت.
اکنون فیزیکدانان مرکز فیزیک محاسباتی کوانتومی موسسه فلتیرون آمریکا توضیحی برای این دستاورد ارائه کرده‌اند که می‌تواند به تعریف بهتر مرزهای بین این دو روش کاملاً متفاوت پردازش کمک کند.
این مسئله مربوط به شبیه‌سازی دینامیک‌های مدل میدان عرضی آیزینگ (TFI) است که چگونگی هم‌راستایی حالات اسپین کوانتومی میان ذرات در فضای پراکنده را توصیف می‌کند. به دلیل ماهیت این مسئله، به‌عنوان آزمونی مناسب برای بررسی محدودیت‌های کنونی محاسبات کوانتومی در نظر گرفته می‌شد، زیرا این فناوری از ریاضیات احتمالات پشت ذرات مشاهده‌نشده که در حالت‌های نامشخص و مبهمی قرار دارند، بهره می‌برد.
اگرچه این آزمون موفقیت‌آمیز بود، آزمایش‌های پیگیری نشان دادند که کامپیوترهای کلاسیک نیز توانایی حل این مسئله را دارند.
به گفته جوزف تیندال و دریس سلز از مؤسسه فلتیرون، این امر به دلیل رفتاری به نام "حبس" ممکن شده است که در آن حالات بسیار پایداری در میان ویژگی‌های نامشخص ذرات ظاهر می‌شوند و این امکان را برای کامپیوترهای کلاسیک فراهم می‌کنند تا آن را مدل‌سازی کنند.
تیندال گفت: ما واقعاً از هیچ تکنیک پیشرفته‌ای استفاده نکردیم. ما فقط بسیاری از ایده‌ها را به شکل مختصر و زیبا کنار هم قرار دادیم تا مسئله قابل حل شود.
مهم‌ترین بخش این پژوهش شناسایی وجود حبس در مدل TFI و استفاده از آن بود. حبس پدیده جدیدی نیست، اما تاکنون با این مدل مرتبط نشده بود.
حبس، ذرات را در خوشه‌های کوچکتری نگه می‌دارد و انرژی قابل دسترس را محدود کرده و الگوهای درهم‌تنیدگی را که می‌تواند در سیستم گسترش یابد کاهش می‌دهد؛ الگویی که از ویژگی‌های فیزیک کوانتومی است. این پدیده مانند حل کردن گوشه کوچکی از یک پازل عظیم است، نه کل آن.
پژوهشگران از طریق مجموعه‌ای از شبیه‌سازی‌ها و محاسبات نشان دادند که الگوریتم‌های کامپیوترهای کلاسیک می‌توانند آنچه در مدل TFI رخ می‌دهد را توصیف کنند، آن هم به شکل کارآمدتر و دقیق‌تر از کامپیوترهای کوانتومی.
تیندال گفت: در این سیستم، مغناطیس‌ها به‌طور ناگهانی بی‌نظم نمی‌شوند؛ آنها به‌سادگی پیرامون حالت اولیه خود نوسان می‌کنند، حتی در زمان‌های طولانی.
این یافته‌ها، مرزهای توانایی کامپیوترهای کوانتومی را مشخص می‌کنند، به ویژه در زمینه‌ی مسائلی که تنها توسط آنها قابل حل به نظر می‌رسید. با این حال، هنوز بسیاری از وعده‌های این فناوری محقق نشده است و دانشمندان همچنان در حال بررسی این سیستم‌ها برای کشف قابلیت‌های آن هستند.
تیندال گفت: مرزی وجود دارد که آنچه می‌توان با محاسبات کوانتومی انجام داد را از آنچه با کامپیوترهای کلاسیک قابل انجام است جدا می‌کند. در حال حاضر، این مرز به شدت مبهم است و فکر می‌کنم کار ما به روشن‌تر کردن این مرز کمک می‌کند.
این تحقیق در مجله Physical Review Letters منتشر شده است.
انتهای پیام/