כאן | מדע – מה הקשר בין תופעת טבע מוזרה למחשב שלך

X

למחשב רגיל המנסה לפענח צופן כלשהו
יידרשו אלפי שנים
כי הוא חייב לעשות את כל הפעולות אחת אחרי השנייה
האם אפשר לפתח מחשב שיבצע אלפי פעולות במקביל
ויפענח את אותו הצופן בפחות מדקה?
בבסיסו
המחשב תמיד היה אוסף עצום של טרנזיסטורים
המעבירים אותות חשמליים
ביטים
המייצגים אחד משני ערכים
אחד או אפס
ממש כמו מתג חשמלי
הצירוף של ביטים רבים הוא למעשה
סך הפעולות שמחשב מבצע
ממשחק מחשב, או פוסט בפייסבוק
ועד ניווט חללית בחלל
כדי לפתח מחשב מהיר ויעיל באלפי מונים מהמחשבים שאנחנו מכירים
מדענים מנסים כבר שנים לנצל את אחת התופעות המוזרות ביותר בטבע
הסופר פוזיציה הקוונטית
תופעה בה עצם אחד יכול להימצא באותו הזמן בכמה מקומות במקביל
כיום
מחשבים מבוססים על אלקטרונים
שבשל מטענם החשמלי משפיעים אחד על השני
ומתקשים להימצא בסופר פוזיציה
מחשבים קוונטים יוכלו אולי להתבסס על פוטונים
חלקיקי אור
אשר יתרונם בכך שאינם נושאים מטען
ויכולים להימצא במצב של סופר פוזיציה ביתר קלות
מדענים במכון וייצמן למדע הצליחו
לראשונה בעולם
לבנות טרנזיסטור כזה
שימתג וינתב חלקיקי אור במקום אלקטרונים
הטרנזיסטור הפוטוני הראשון
כדי לשלוט על תנועת הפוטונים
לכדו המדענים אטום בודד על שבב ומיקדו עליו את הפוטונים
תוך שימוש במהוד אופטי זעיר במיוחד
הפוטונים נכלאים במהוד למיליונית שניה
ומכריחים את האטום לקיים איתם אינטראקציה
הפוטונים מפעילים את האטום כמתג מתחלף
שמפנה כל פוטון ימינה או שמאלה לפי הפקודה
שהגיעה מהפוטון הקודם
וכך הם יצרו למעשה טרנזיסטור
שמופעל אך ורק על ידי פוטונים
ושיכול להימצא במצב של אחד או אפס ובכל המצבים שביניהם
באותו הזמן
מחקר זה מקדם אותנו צעד נוסף
לקראת פיתוח מחשוב קוונטי שיבצע את המחשוב
באמצעות חלקיקי אור במקום חשמל
הדרך עוד ארוכה
אך נראה שכבר יצאנו אל המסע
למחשב רגיל המנסה לפענח צופן כלשהו
יידרשו אלפי שנים
כי הוא חייב לעשות את כל הפעולות אחת אחרי השנייה
האם אפשר לפתח מחשב שיבצע אלפי פעולות במקביל
ויפענח את אותו הצופן בפחות מדקה?
בבסיסו
המחשב תמיד היה אוסף עצום של טרנזיסטורים
המעבירים אותות חשמליים
ביטים
המייצגים אחד משני ערכים
אחד או אפס
ממש כמו מתג חשמלי
הצירוף של ביטים רבים הוא למעשה
סך הפעולות שמחשב מבצע
ממשחק מחשב, או פוסט בפייסבוק
ועד ניווט חללית בחלל
כדי לפתח מחשב מהיר ויעיל באלפי מונים מהמחשבים שאנחנו מכירים
מדענים מנסים כבר שנים לנצל את אחת התופעות המוזרות ביותר בטבע
הסופר פוזיציה הקוונטית
תופעה בה עצם אחד יכול להימצא באותו הזמן בכמה מקומות במקביל
כיום
מחשבים מבוססים על אלקטרונים
שבשל מטענם החשמלי משפיעים אחד על השני
ומתקשים להימצא בסופר פוזיציה
מחשבים קוונטים יוכלו אולי להתבסס על פוטונים
חלקיקי אור
אשר יתרונם בכך שאינם נושאים מטען
ויכולים להימצא במצב של סופר פוזיציה ביתר קלות
מדענים במכון וייצמן למדע הצליחו
לראשונה בעולם
לבנות טרנזיסטור כזה
שימתג וינתב חלקיקי אור במקום אלקטרונים
הטרנזיסטור הפוטוני הראשון
כדי לשלוט על תנועת הפוטונים
לכדו המדענים אטום בודד על שבב ומיקדו עליו את הפוטונים
תוך שימוש במהוד אופטי זעיר במיוחד
הפוטונים נכלאים במהוד למיליונית שניה
ומכריחים את האטום לקיים איתם אינטראקציה
הפוטונים מפעילים את האטום כמתג מתחלף
שמפנה כל פוטון ימינה או שמאלה לפי הפקודה
שהגיעה מהפוטון הקודם
וכך הם יצרו למעשה טרנזיסטור
שמופעל אך ורק על ידי פוטונים
ושיכול להימצא במצב של אחד או אפס ובכל המצבים שביניהם
באותו הזמן
מחקר זה מקדם אותנו צעד נוסף
לקראת פיתוח מחשוב קוונטי שיבצע את המחשוב
באמצעות חלקיקי אור במקום חשמל
הדרך עוד ארוכה
אך נראה שכבר יצאנו אל המסע
0
    Press enter for publication