قوانین مقیاس‌پذیری محاسبات کوانتومی

[جایگزین=شبیه‌ساز کوانتومی مبتنی بر ۱۱ کیوبیت ابررسانا.|بندانگشتی|[شبیه‌ساز کوانتومی مبتنی بر ۱۱ کیوبیت ابررسانا.]]
**قوانین مقیاس‌پذیری محاسبات کوانتومی** مجموعه‌ای از مشاهدات هستند که رشد نمایی جنبه‌های مختلف توسعه کامپیوترهای کوانتومی را توصیف می‌کنند. مهم‌ترین این قوانین عبارت‌اند از: قانون رُز، قانون نِوِن و قانون شولکوف. این قوانین که به نام پژوهشگران برجسته در حوزه محاسبات کوانتومی نامگذاری شده‌اند، پیش‌بینی می‌کنند که عملکرد کامپیوترهای کوانتومی در سال‌های پیش رو همچنان رو به بهبود خواهد بود. با این حال، باید توجه داشت که این قوانین بیش از آنکه حقایقی تغییرناپذیر باشند، قواعدی تجربی و برآوردهایی مبتنی بر شواهد هستند؛ از این رو، پیشرفت‌های فناورانه می‌توانند هم با چالش‌های پیش‌بینی‌نشده همراه باشند و هم زمینه‌ساز جهش‌ها و دستاوردهای غیرمنتظره شوند.

## قانون رز
قانون رز بیان می‌کند که تعداد کیوبیت‌های قابل پیاده‌سازی روی تراشه‌های کوانتومی، به‌طور تقریبی هر ۱۸ ماه دو برابر می‌شود. از این قانون اغلب به عنوان معادل قانون مور در دنیای محاسبات کوانتومی یاد می‌شود. این قانون پس از دیدار استیو جوروتسون با جوردی رز، بنیان‌گذار شرکت دی-ویو، مطرح شد. هدف این قانون، اندازه‌گیری سرعت مقیاس‌پذیری پردازنده‌های کوانتومی است؛ هرچند، باید در نظر داشت که فناوری‌های مختلف محاسبات کوانتومی، بسته به محدودیت‌های طراحی و معماری، خود ممکن است مسیرهای رشدی متفاوتی را دنبال کنند.

## قانون نون
قانون نون بیان می‌کند که قدرت محاسباتی کامپیوترهای کوانتومی با نرخ نمایی دوبل در حال رشد است. به بیان دیگر، نه تنها قدرت محاسباتی به صورت نمایی در حال افزایش است، بلکه خود این رشد نمایی نیز با شتابی نمایی در حال سرعت گرفتن است.

این قانون به نام هارتموت نون، رهبر تیم هوش مصنوعی کوانتومی گوگل، نام‌گذاری شده است؛ کسی که در سال ۲۰۲۰ به عنوان یکی از خلاق‌ترین افراد از سوی مجله Fast Company معرفی شد. نون اظهار داشته است: «موضوع، رقابت یک شرکت با شرکت دیگر نیست؛ بلکه تقابل بشر با طبیعت است؛ یا شاید همراهی بشر با طبیعت.» قانون نون نشان می‌دهد که به لطف پیشرفت‌های مرکب، برتری کوانتومی ممکن است بسیار زودتر از آنچه مدل‌های خطی یا حتی نمایی ساده پیش‌بینی می‌کنند، محقق شود.

برخی نویسندگان خاطرنشان کرده‌اند که مبنای مفهومی قانون نون، یعنی هم‌افزایی روندهای نمایی ناشی از افزایش تعداد کیوبیت‌ها و مقیاس‌پذیری فضای هیلبرت، پیش‌تر نیز مطرح شده بود. برای مثال، جاناتان داولینگ در کتاب «برنامه قاتل شرودینگر» (۲۰۱۳) نشان داد که تعداد کیوبیت‌ها می‌تواند رشد نمایی داشته باشد و از آنجا که بعد فضای هیلبرت نیز با افزایش تعداد کیوبیت‌ها به‌طور نمایی رشد می‌کند، نتیجه نهایی یک رشد «فوق نمایی» خواهد بود. همچنین در یک مقاله یادبود در سال ۲۰۲۰ در نشریه Nature Photonics، به این ایده ترکیبی با عنوان «قانون داولینگ-نون» اشاره شده است، هرچند این اصطلاح در متون علمی به‌طور گسترده رواج نیافته است.

## قانون شولکوف
قانون شولکوف به این مشاهده اشاره دارد که زمان‌های ناهمدوسی در محاسبات کوانتومی، تقریباً هر سه سال، ده برابر بهبود می‌یابند. زمان ناهمدوسی نشان می‌دهد یک حالت کوانتومی تا چه مدت می‌تواند به اندازه کافی پایدار بماند تا انجام محاسبات روی آن امکان‌پذیر باشد. پس از سپری شدن این بازه، تداخلات محیطی باعث فروپاشی تدریجی حالت شده و اطلاعات کوانتومی از دست می‌روند. افزایش زمان همدوسی برای اجرای قابل‌اطمینان الگوریتم‌های کوانتومی پیچیده، امری حیاتی است. این قانون که به نام رابرت جی. شولکوف نامگذاری شده، به یکی از بنیادی‌ترین چالش‌های محاسبات کوانتومی می‌پردازد.

رده:مقاله‌های ایجادشده توسط ایجادگر
رده:رایانش کوانتومی
رده:قاعده‌های سرانگشتی