الگوریتم شور، بازکننده دروازه‌های کامپیوترهای کوانتومی و انقلابی در محاسبات آینده

 در دهه ۱۹۹۰، حوزه‌ای که امروز به عنوان «علم اطلاعات کوانتومی» شناخته می‌شود، تنها یک زیرشاخه کوچک و تخصصی بود که تعداد معدودی فیزیک‌دان، ریاضیدان و دانشمند علوم کامپیوتر در آن فعالیت می‌کردند. این حوزه به دلیل عدم وجود کاربرد‌های عملی، اغلب به عنوان یک موضوع عجیب و دور از ذهن تلقی می‌شد. اما همه چیز در سال ۱۹۹۴ تغییر کرد، زمانی که پیتر شور، دانشمند علوم کامپیوتر نظری، الگوریتمی را معرفی کرد که نه تنها مشکلات محاسباتی غیرقابل حل را روی کامپیوتر‌های کلاسیک به مسائل عملی تبدیل کرد، بلکه پیامد‌های جدی برای امنیت اطلاعات داشت.

الگوریتم شور، کشفی که جهان علم را به هیجان آورد
الگوریتم شور، که به نام خالق خود معروف شد، توانست اعداد بزرگ را به عوامل اول تجزیه کند، یک فرآیند که اساس سیستم‌های رمزنگاری دیجیتال امروزی است. این کشف باعث شد که امنیت اینترنت به چالش کشیده شود و دانشمندان، دولت‌ها و شرکت‌های خصوصی میلیارد‌ها دلار در حوزه کامپیوتر‌های کوانتومی سرمایه‌گذاری کنند.
اما چگونه پیتر شور به این ایده رسید؟ در مصاحبه‌ای با دیوید زیلر از مؤسسه فیزیک آمریکا، شور داستان پیدایش این الگوریتم را بازگو کرد. او در آن زمان در آزمایشگاه‌های بل (Bell Labs) کار می‌کرد و به دنبال موضوعات جدیدی بود که بتواند به پیشرفت علم کامپیوتر کمک کند. 

سفر به سوی یک الگوریتم انقلابی
به گزارش سایت pubs.aip، وقتی اومش واژیرانی، یکی از پیشگامان کامپیوتر‌های کوانتومی، در یک سمینار در آزمایشگاه‌های بل سخنرانی کرد، شور تحت تاثیر قرار گرفت. او شروع به مطالعه مقالات اولیه درباره کامپیوتر‌های کوانتومی کرد، از جمله کار‌های ریچارد فاینمن و دیوید دویچ. این مطالعات باعث شد او به این سوال فکر کند: چه کاری می‌توان با یک کامپیوتر کوانتومی انجام داد؟
شور در ابتدا روی مسئله لگاریتم گسسته کار کرد، که در رمزنگاری اهمیت زیادی دارد. او توانست با استفاده از تبدیل فوریه کوانتومی، الگوریتمی طراحی کند که این مسئله را در زمان چندجمله‌ای حل کند. اما هنوز به مسئله «تجزیه اعداد بزرگ» نرسیده بود.

از لگاریتم گسسته تا تجزیه اعداد
یک روز، پس از ارائه سخنرانی درباره لگاریتم گسسته، شایعه‌ای در میان دانشمندان پخش شد که شور روشی برای تجزیه اعداد روی کامپیوتر‌های کوانتومی پیدا کرده است. این شایعه به گوش واژیرانی رسید و او مستقیما با شور تماس گرفت. شور الگوریتم خود را توضیح داد و دعوت شد تا در سمپوزیوم نظریه اعداد الگوریتمی در دانشگاه کرنل سخنرانی کند.

چرا این کشف جهان را به هیجان آورد؟
این کشف نه تنها پایه‌های علوم کامپیوتر را تکان داد، بلکه نشان داد که فرضیه چرچ-تورینگ گسترش‌یافته (که معتقد بود تمام مسائل قابل حل در زمان چندجمله‌ای روی هر کامپیوتری، روی ماشین تورینگ نیز قابل حل هستند) ممکن است نادرست باشد.
علاوه بر این، این الگوریتم نشان داد که کامپیوتر‌های کوانتومی می‌توانند به ابزاری قدرتمند برای شکستن سیستم‌های رمزنگاری تبدیل شوند. این موضوع باعث شد که دانشمندان، سیاستمداران و حتی روزنامه‌نگاران به اهمیت این کشف پی ببرند.
امروزه، الگوریتم شور به عنوان یکی از بنیان‌های علم کامپیوتر‌های کوانتومی شناخته می‌شود. این کشف نه تنها انقلابی در علوم کامپیوتر ایجاد کرد، بلکه نشان داد که مکانیک کوانتومی می‌تواند کاربرد‌های عملی بیشتری در زندگی روزمره داشته باشد.