پایگاه خبری فولاد ایران - دانشمندان هر روز به گشودن رازهای پیچیده فیزیک کوانتوم نزدیک‌تر می‌شوند؛ دانشی که می‌تواند شیوه تولید انرژی و دنیای محاسبات را دگرگون کند. در شرایطی که صنعت کامپیوتر با رشد شتابان هوش مصنوعی در آستانه بحران مصرف انرژی قرار گرفته، پژوهشگران به سرعت در تلاش‌اند رایانش کوانتومی را به واقعیت تبدیل کنند؛ ابزاری که می‌تواند هم معضل امنیت انرژی را حل کند و هم مبانی فناوری محاسباتی را زیر و رو سازد.
طبق گزارش اویل پرایس، یکی از چالش‌های بزرگ، مشاهده مستقیم دنیای کوانتوم است. فرآیندهای کوانتومی در مقیاسی بسیار ریز و با سرعتی سرسام‌آور رخ می‌دهند و عملاً برای انسان نامرئی‌اند. اما اکنون محققان راه‌های تازه‌ای برای غلبه بر این مانع یافته‌اند.
در مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT)، پژوهشگران موفق شده‌اند با بازآفرینی اثر کوانتومی هال آن را در مقیاسی قابل مشاهده مطالعه کنند. به جای الکترون‌ها، آنها اتم‌های سدیم را تا دماهای بسیار پایین سرد کرده و با لیزر در آرایش‌های خاصی قرار داده‌اند تا پدیده‌ای موسوم به «حالت لبه‌ای» (Edge State) را شبیه‌سازی کنند.
در حالت عادی، الکترون‌ها در همه جهت‌ها حرکت کرده و هنگام برخورد با موانع دچار پراکندگی و اصطکاک می‌شوند. اما در برخی مواد خاص و شرایط ویژه، آنها همگی در یک مسیر، در امتداد لبه ماده، حرکت می‌کنند. این همان اثر کوانتومی هال است.
در «حالت لبه‌ای»، الکترون‌ها بدون هیچ اصطکاکی جریان می‌یابند و بی‌دردسر از کنار موانع عبور می‌کنند. تفاوت این حالت با ابررسانایی در این است که در ابررسانا تمام الکترون‌های ماده بدون مقاومت حرکت می‌کنند، اما در اثر هال کوانتومی، این جریان بدون اتلاف تنها در مرز ماده رخ می‌دهد.
این ویژگی یعنی جریان بدون اتلاف انرژی، که می‌تواند پیامدهای انقلابی برای تمامی صنایع فناورمحور داشته باشد. به گزارش Interesting Engineering، چنین حرکت بی‌اصطکاکی الکترون‌ها می‌تواند انتقال داده و انرژی در دستگاه‌ها را بدون هیچگونه هدررفت ممکن کند و راه را برای توسعه مدارهای الکترونیکی فوق‌کارآمد و رایانه‌های کوانتومی هموار سازد.
در کاربردهای خاص، رایانش کوانتومی می‌تواند تا ۱۰۰ برابر کارآمدتر از ابررایانه‌های امروزی باشد. این دستاورد می‌تواند به‌ویژه در حوزه هوش مصنوعی، که به‌شدت انرژی‌بر است، انقلابی ایجاد کند. برخلاف محاسبات کلاسیک که بر پایه صفر و یک کار می‌کند، رایانش کوانتومی از کیوبیت‌ها بهره می‌برد که می‌توانند همزمان در حالت صفر و یک قرار گیرند؛ حالتی که «برهم‌نهی» (Superposition) نامیده می‌شود و مبانی محاسبات را متحول می‌سازد.
با وجود این، راه تجاری‌سازی فناوری کوانتومی هنوز طولانی است. اما پیشرفت اخیر MIT که امکان مشاهده و آزمایش پایدارتر فرآیندهای کوانتومی را فراهم می‌کند، می‌تواند آغازگر مرحله‌ای تازه از آزمایش‌های کوانتومی باشد؛ گامی بزرگ به سوی آینده‌ای با انرژی تقریباً بی‌پایان.
منبع: Oilprice