ورود به محاسبات کوانتومی (quantum computing) آنقدرها هم که به نظر می رسد دشوار نیست، در اینجا پنج مهارت اصلی که برای موفقیت به آن ها نیاز دارید آورده شده است.

در طول دهه گذشته محاسبات کوانتومی توجه زیادی را از سوی محققان دانشگاهی و همچنین صنعت خصوصی و رسانه‌ها اخیراً به خود جلب کرده است و این ممکن است تعجب آور به نظر برسد زیرا کوانتوم یک فناوری نسبتا قدیمی است که برای اولین بار در دهه 1980 ظاهر شد.

با این حال پیشرفت‌های اخیر در محاسبات کوانتومی به انتقال آن از تئوری کلاس درس و حوزه تخصصی تحقیقاتی به جریان اصلی کمک کرده است.

با توجه به این افزایش محبوبیت، شرکت های مختلفی مانند IBM، گوگل و مایکروسافت، دانش کوانتومی بنیادی را برای هر کسی که علاقه مند به پیوستن به این حوزه (یا فقط کنجکاو در مورد وضعیت فعلی آن) است، ارائه کرده اند.

شاید رایج ترین مشکل زمانی که شخصی به فکر پیوستن به حوزه محاسبات کوانتومی است، شک به خود است.

عمدتاً دو ناامنی وجود دارد که گریبانگیر کسانی است که قصد پیوستن به این حوزه را دارند: برخی از آنها به اندازه کافی باهوش نیستند که محاسبات کوانتومی را یاد بگیرند در حالی که برخی دیگر فکر می کنند کوانتوم بسیار پیچیده است و به دانش فنی زیادی نیاز دارد و در برخی موارد معمولاً ترکیبی از این دو است.

درست مانند هر زمینه دیگری محاسبات کوانتومی زمانی قابل مدیریت است که بدانید برای شروع به چه چیزی نیاز دارید، شما از طریق پنج مهارت اساسی که برای ورود به این زمینه ی به سرعت در حال رشد نیاز دارید، در ذیل آمده است.

چگونه می توان حرفه ای را در محاسبات کوانتومی شروع کرد؟ 5 مهارتی که نیاز دارید:

• کنجکاوی (Curiosity)

• الکترونیک پایه (Basic Electronics)

• جبر خطی و نظریه احتمال (Linear Algebra and Probability Theory)

• فیزیک (Physics)

• برنامه نویسی پایه (Basic Programming)

1. کنجکاوی

ممکن است به نظر ساده بیاید، اما اولین و مهمترین کیفیتی که برای ورود به کوانتوم - یا هر زمینه ای، واقعاً باید داشته باشید - کنجکاوی است و همه می دانیم که کنجکاوی از نظر فنی چیزی نیست که بتوان به دست آورد، با این حال اگر محاسبات کوانتومی را به عنوان یک حرفه بالقوه در نظر بگیرید، بسیار مهم است.

محاسبات کوانتومی چگونه می تواند فناوری هایی را که اکنون با آنها کار می کنیم بهتر کند، چگونه محاسبات کوانتومی می‌تواند با فناوری‌هایی که برای توسعه آن‌ها سخت کار کرده‌ایم، مانند اینترنت یا موتورهای جستجوی عظیم (مانند گوگل) ادغام شود و آنها را یک قدم جلوتر برد؟

2. الکترونیک پایه

از آنجایی که محاسبات کوانتومی در نهایت یک میدان محاسباتی است، می‌توان گفت که دارای سه لایه اصلی است: الگوریتمی، نرم‌افزاری و سخت‌افزاری. اگر تصمیم دارید در این زمینه شغلی را دنبال کنید، احتمالاً به سمت تخصص در یکی از این زمینه ها کشیده خواهید شد.

فرض کنید جنبه سخت افزاری محاسبات کوانتومی شما را بیشتر به خود جذب می کند و در این صورت داشتن دانش اساسی در زمینه الکترونیک و قطعات الکتریکی می تواند به شما کمک کند اولین قدم خود را در این زمینه بردارید. البته، اگر سخت افزار به تخصص شما تبدیل شود، توسعه تخصص در الکترونیک به یک ضرورت تبدیل خواهد شد.

3. جبر خطی و نظریه احتمال

ریاضی احتمالاً اولین چیزی است که ممکن است کسی را از ورود به محاسبات کوانتومی منصرف کند، همانطور که گفته شد، ریاضیات نیز بخش ضروری بسیاری از زمینه های فنی و علمی، از جمله علوم داده، آمار و هوش مصنوعی است.

وقتی صحبت از محاسبات کوانتومی به میان می آید، دو شاخه خاص از ریاضیات به شدت در توصیف و تحلیل رفتار یک کامپیوتر کوانتومی نقش دارند: جبر خطی و نظریه احتمال.

جبر خطی راه اصلی نمایش تمام جنبه های یک سیستم کوانتومی است - از خود کیوبیت ها تا وضعیت فعلی آنها و حتی نحوه رفتار دروازه های مختلف در یک مدار کوانتومی. در همین حال، از نظریه احتمال برای پیش‌بینی رفتار سیستم و خروجی‌های احتمالی آن استفاده می‌کنیم.

4. برخی از فیزیک

چیزی که کامپیوترهای کوانتومی را از کامپیوترهای امروزی متمایز می کند این است که چگونه از پدیده فیزیک و مکانیک کوانتومی مانند درهم تنیدگی و برهم نهی کوانتومی برای حل مسائل مختلف استفاده می کنند.

در مورد محاسبات کلاسیک، لازم نیست دقیقاً بدانید که سخت افزار یک کامپیوتر چگونه کار می کند تا بتوانید با آن ایجاد کنید. بیشتر، شما فقط باید بدانید که چگونه از آن استفاده کنید.

محاسبات کوانتومی برعکس است (حداقل در حال حاضر) به ویژه در سطوح الگوریتمی و نرم افزاری. برای اینکه یک برنامه نویس نرم افزار کوانتومی باشید، باید بدانید که یک کامپیوتر کوانتومی چگونه کار می کند و سپس از آن دانش برای ساخت برنامه های کاربردی خود استفاده کنید، که نیاز به درک برخی از فیزیک و مکانیک نحوه عملکرد الگوریتم های کوانتومی دارد.

این مورد برای رایانه‌های کلاسیک در مراحل اولیه‌شان بود، و امیدواریم با پیشرفت فناوری کوانتومی، دانستن اینکه دقیقاً چگونه این رایانه‌ها کار می‌کنند برای توسعه و استفاده از این رایانه‌ها برای مردم ضروری نباشد.

5. برنامه نویسی پایه

برای شروع با محاسبات کوانتومی در منظر فعلی، احتمالاً باید برخی از اصول برنامه نویسی را بدانید. در حال حاضر برخی از زبان های برنامه نویسی به طور کامل برای برنامه ریزی کامپیوترهای کوانتومی طراحی شده اند.

با این حال آنها به گونه ای طراحی شده اند که شبیه به زبان های برنامه نویسی کلاسیک موجود باشند تا انتقال به کوانتوم را بسیار آسان تر کنند.

امروزه پایتون یکی از پرکاربردترین زبان های برنامه نویسی برای برنامه نویسی کامپیوترهای کوانتومی است، بسیاری از شرکت ها مانند IBM و Google بسته های پایتون را منتشر کرده اند که می توان از آنها برای یادگیری اصول اولیه کامپیوترهای کوانتومی و پیاده سازی الگوریتم های مختلف استفاده کرد.

بنابراین اگر تصمیم گرفتید دست خود را در محاسبات کوانتومی امتحان کنید، آن را با همان طرز فکری که در هر زمینه دیگری انجام می دهید، انجام دهید و در همه زمینه ها موضوعات چالش برانگیز و منحنی یادگیری شیب دار دارند، اما ارزش دنبال کردن را دارند.

مهمتر از همه، فراموش نکنید که کنجکاوی خود را آزاد کنید.

می توان به شما اطمینان داد که اگر کنجکاو هستید وارد محاسبات کوانتومی شوید، می توانید آن را انجام دهید.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است. سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد. ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست، و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.