کامپیوترهای کوانتومی و ارزهای دیجیتال

کامپیوترهای کوانتومی و ارزهای دیجیتال

یک کامپیوتر کوانتومی وسیله ای برای محاسبه است که از آن برای انجام عملیات بر روی داده ها، استفاده مستقیم از پدیده های مکانیکی کوانتومی کاملاً مشخص، استفاده می کند.در یک کامپیوتر کلاسیک (یا معمولی)، اطلاعات به صورت بیت ذخیره می شوند. در یک کامپیوتر کوانتومی، آن را به صورت کوبیت (بیت کوانتومی) ذخیره می کند. اصل اصلی محاسبات کوانتومی این است که می توان از ویژگی های کوانتومی برای نمایش و ساخت داده ها استفاده کرد و می توان مکانیزم های کوانتومی را برای انجام عملیات با این داده ها طراحی و ساخت.اگرچه محاسبات کوانتومی هنوز در مراحل ابتدایی خود است، آزمایشاتی انجام شده است که در آن عملیات محاسباتی کوانتومی بر روی تعداد بسیار کمی از کوبیت ها انجام شده است. رایانه های کوانتومی با رایانه های دیگر مانند رایانه های DNA و رایانه های سنتی مبتنی بر ترانزیستورها متفاوت هستند. بسیاری از آژانسهای تأمین بودجه دولت ملی و نظامی از تحقیقات محاسبات کوانتومی برای توسعه رایانه های کوانتومی برای مقاصد امنیتی ملکی، مانند رمزنگاری پشتیبانی می کنند.

محاسبات کوانتومی

یک تراشه رایانه معمولی از بیت ها استفاده می کند. این ها مانند کلیدهای کوچک هستند که می توانند در حالت خاموش قرار بگیرند – که با صفر نشان داده شده است – یا در موقعیت خاموش – که توسط یکی از آنها نمایش داده می شود. هر برنامه ای که استفاده می کنید، وب سایتی که از آنها بازدید می کنید و از عکسی که می گیرید در نهایت از میلیون ها نفر از این بیت ها در برخی از ترکیب ها و صفر ها ساخته شده است.این برای اکثر کارها بسیار عالی است، اما نحوه عملکرد جهان را نشان نمی دهد. در طبیعت، همه چیز فقط روشن یا خاموش نیست. آنها نامشخص هستند. و حتی بهترین ابر رایانه های ما نیز در برخورد با عدم اطمینان خیلی خوب نیستند. این یک مشکل است.در طول یک قرن گذشته، فیزیکدانان کشف کرده اند که وقتی به مقیاس واقعاً کوچک می روید ، اتفاقات عجیب و غریب شروع می شود. آنها یک حوزه علمی کاملاً جدید را برای تلاش و توضیح آنها توسعه داده اند.

کامپیوترهای کوانتومی چگونه کار می کنند؟

به جای بیت ، کامپیوترهای کوانتومی از کوبیت استفاده می کنند. به جای اینکه فقط روشن یا خاموش باشید ، کابیت ها می توانند در آنچه که “ابرقابل” نامیده می شوند – باشند – جایی که در آن واحد هم خاموش و هم خاموش هستند یا جایی در طیف بین این دو قرار دارند.اگر از یک رایانه عادی بخواهید که راه خود را از پیچ و خم پیدا کند ، هر شاخه ای را به نوبه خود امتحان می کند ، همه آنها را بصورت جداگانه امتحان می کند تا اینکه یک مورد مناسب را پیدا کند. یک کامپیوتر کوانتومی می تواند به یکباره در هر مسیر پیچ و خم حرکت کند. کار دیگری که کوبیت ها می توانند انجام دهد ، گرفتاری نامیده می شود. به طور معمول ، اگر شما دو سکه را ضربه بزنید ، نتیجه یک پرتاب سکه هیچ اثری در نتیجه دیگری ندارد. آنها مستقل هستند. در گرفتار شدن ، دو ذره با هم پیوند دارند ، حتی اگر از نظر جسمی از هم جدا باشند. اگر یکی سر بلند شود ، دیگری سر نیز خواهد بود.

کامپیوترهای کوانتومی چه کاری می توانند انجام دهند؟

کامپیوترهای کوانتومی فقط به این معنی نیستند که کارها را سریعتر یا مؤثرتر انجام دهند. آن ها به ما اجازه می دهند کارهایی را انجام دهیم که حتی به فکر ما هم خطور نمی کرد. چیزهایی که حتی بهترین ابر رایانه نیز قادر به انجام آن نیست.آنها این پتانسیل را دارند که به سرعت در توسعه هوش مصنوعی تسریع کنند. Google قبلاً از آنها برای بهبود نرم افزار اتومبیل های رانندگی استفاده می کرد. آنها همچنین برای مدل سازی واکنش های شیمیایی بسیار حیاتی هستند.در حال حاضر، ابر رایانه ها می توانند ابتدایی ترین مولکول ها را تجزیه و تحلیل کنند. اما رایانه های کوانتومی با استفاده از همان خصوصیات کوانتومی همان مولکولی را که می خواهند شبیه سازی کنند، کار می کنند. آنها حتی نباید با پیچیده ترین واکنش ها مشکلی داشته باشند.این می تواند به معنای محصولات کارآمدتری باشد مانند  مواد جدید باتری در اتومبیل های برقی، داروهای بهتر و ارزان تر یا پنل های خورشیدی بسیار پیشرفته. دانشمندان امیدوارند که شبیه سازی های کوانتومی حتی بتواند به درمانی برای آلزایمر کمک کند.

کوبیت (qubit)

محاسبات کوانتومی از کوبیت به عنوان واحد اصلی اطلاعات به جای بیت معمولی استفاده می کند. مشخصه اصلی این سیستم جایگزین این است که اجازه ترکیب منسجم آن ها و صفر ها را می دهد، ارقام سیستم دودویی که در آن همه محاسبات می چرخد. از طرف دیگر، بیت ها فقط می توانند یک مقدار داشته باشند – یک یا صفر -.این جنبه از فناوری کوانتومی بدان معنی است که یک کوبیت می تواند هم صفر و هم در یک زمان و در نسبت های مختلف باشد. این تعدد حالت ها باعث می شود که یک کامپیوتر کوانتومی با تنها 30 کوبیت انجام شود، به عنوان مثال، 10 میلیارد عملیات نقطه شناور در هر ثانیه انجام شود، این رقمی در حدود 5.8 میلیارد دلار بیشتر از قدرتمندترین کنسول بازی های ویدئویی پلی استیشن در بازار است.

شرایط عملیاتی رایانه کوانتومی

این رایانه ها بسیار حساس هستند و برای عملکرد صحیح به فشار و دما و عایق بسیار خاص نیاز دارند. هنگامی که این ماشین ها با ذرات خارجی تداخل می کنند، خطاهای اندازه گیری و پاک شدن هم پوشانی های حالت رخ می دهد، به همین دلیل آنها مهر و موم شده و باید با استفاده از رایانه های معمولی اداره شوند. کامپیوترهای کوانتومی تقریباً نباید فشار اتمسفر، دمای محیطی نزدیک به صفر مطلق (-273 درجه سانتیگراد) و عایق کاری از میدان مغناطیسی زمین داشته باشند تا از حرکت اتم ها ، برخورد با یکدیگر یا تعامل با محیط جلوگیری کنند. علاوه بر این ، این سیستم ها فقط در بازه های زمانی بسیار کوتاهی کار می کنند ، به طوری که اطلاعات آسیب دیده و ذخیره نمی شوند و بازیابی داده ها را حتی سخت تر می کند. با توجه به این مطالب ، شرایط نگهداری از آن ها بسیار دشوار می باشد.

اختلافات بین محاسبات کمی و محاسباتی

محاسبات کوانتومی و سنتی دو جهان موازی با برخی شباهت ها و تفاوت های زیادی مانند استفاده از کوبیت ها به جای بیت است. بیایید به سه مورد از مهمترین آنها نگاهی بیندازیم:

زبان برنامه نویسی – محاسبات کوانتومی کد برنامه نویسی خاص خود را ندارد و نیاز به توسعه و اجرای الگوریتم های بسیار خاص دارد. با این حال ، محاسبات سنتی دارای زبانهای استاندارد مانند جاوا ، SQL و پایتون است ، اما نام آنها معدودی است.

عملکرد – رایانه های کوانتومی بر خلاف رایانه های شخصی (PC) برای استفاده گسترده و روزمره در نظر گرفته نشده اند. این ابر رایانه ها آنقدر پیچیده هستند که فقط در زمینه های شرکتی ، علمی و فناوری قابل استفاده هستند.

معماری – رایانه های کوانتومی معماری ساده تری نسبت به رایانه های معمولی دارند و حافظه یا پردازنده ندارند. این تجهیزات صرفاً از مجموعه ای از qubits ها تشکیل شده است که باعث می شود آن کار کند.

آیا بیت کوین باید زیرساخت های خود را به روز کند تا در برابر کوانتوم مقاوم شود؟

در حالی که رایانه های کوانتومی در حال حاضر تهدیدی برای بیت کوین نیستند، قدیمی ترین رمزنگاری ممکن است در آینده به بروزرسانی نیاز داشته باشد.بیت کوین از دو طرح امنیتی استفاده می کند ، عملکرد hashing مورد استفاده در ایجاد بلوک و الگوریتم ECDSA که برای امضاها استفاده می شود. حالت دوم در برابر خطرات ناشی از رایانه های کوانتومی آسیب پذیرتر است و ممکن است در آینده نیاز به یک لایه محافظت بیشتر داشته باشد.در سال 2017 ، آندریاس آنتونوپولوس اظهار داشت كه وقتی روشن شود كه رایانه های كوانتومی می توانند منحنی بیضوی را بشكنند، باید برای بروزرسانی اساسی در بیت کوین آماده باشیم. با این وجود ، منطقی خواهد بود که قبل از نشان دادن اولین نشانه های تهدیدهای احتمالی ، ارتقاء را در نظر بگیرید. مسیر تأیید طرح های امضای مبتنی بر هش XMSS و LMS جداگانه از درخواست عمومی NIST برای طرح های امضاء پس از کوانتومی است ، که احتمالاً در سالهای بعدی ، احتمالاً سال 2022 یا بعد از آن ، نتیجه نهایی خواهد گرفت.

چه الگوریتم های رمزنگاری و blockchain ها، توسط محاسبات کوانتومی تهدید می شوند؟

رایانه های کوانتومی قدرتمند ممکن است برای همه بلاکچین هایی که به ECDSA) الگوریتم امضای دیجیتال الگتیک منحنی) متکی هستند ، از جمله بیت کوین و اتریوم، تهدید شوند. ECDSA در ساخت کلیدهای تحت سیستم رمزنگاری کلید عمومی که به منظور ثبت نام در معاملات در اکثر بلاکچین ها استفاده می شود ، به استاندارد طلا تبدیل شده است. این سیستم به ما امکان ایجاد یک کلید خصوصی تصادفی 256 بیتی و کلید عمومی مشتق را می دهد که می توانیم با هر شخص ثالث به اشتراک بگذاریم. پس از آن به سختی می توان کلید خصوصی را ایجاد کرد که کلید عمومی را ایجاد می کند ، اما کامپیوترهای کوانتومی می توانند از الگوریتمی برای آشکار کردن رابطه ریاضی بین یک کلید عمومی و یک کلید خصوصی استفاده کنند و بدین ترتیب کلید خصوصی را آشکار و به خطر بیاندازند. این واقعیت که بیت کوین به جریان اصلی رفته و بسیاری از سرمایه گذاران نهادی را به خود جلب کرده است ، باعث می شود تا اولین نامزد در بین ارزهای دیجیتال در برابر هرگونه تهدید احتمالی از جمله رایانه های کوانتومی محافظت شود.

20 ژوئن 2020 مقالات
آخرین مطالب وبلاگ
دریافت ماینر یک ساعته رایگان
دریافت ماینر یک ساعته رایگان

آموزش ثبت نام در سامانه آی ماینر و دریافت ماینر یک ساعته رایگان ماینر یک...

خرید ماینر بیت کوین از آی ماینر
خرید ماینر بیت کوین از آی ماینر

ماینر بیت کوین چیست؟ از کجا ماینر بخریم؟ خرید ماینر بیت کوین: اکنون دیگر با...

آموزش استخراج بیت کوین با آی ماینر
آموزش استخراج بیت کوین با آی ماینر

چگونه از سامانه آی‌ماینر بیت کوین استخراج کنیم؟ در ادامه با کلیپ‌ آموزش استفاده از...

Change Language

English پارسی Türk русский العربية
آی ماینر