Quantum News

🟠امواج صوتی، هم حامل و هم نگهبان اطلاعات کوانتومی

‼️پژوهشگران دانشکده مهندسی و علوم کاربردی #هاروارد روشی تازه برای محافظت از اطلاعات کوانتومی شکننده ارائه کرده‌اند که تنها بر پایه ارتعاشات مکانیکی، یعنی امواج صوتی بسیار کوچک، استوار است.

🔹این دستاورد از نتایج پژوهشهای آزمایشگاه دکتر Marko Lončar به دست آمده و مسیری به سوی شبکه‌های کوانتومی صوتی فشرده روی تراشه و سیستم‌های کوانتومی ترکیبی (سامانه‌هایی که چند نوع کیوبیت متفاوت را با هم به کار می‌گیرند) می‌گشاید. نتایج در Nature Physics منتشر شده و آزمایش‌ها به سرپرستی الیزا کورنل و ژوجینگ شو انجام شده است.

🔸در این سامانه، از #اسپین الکترونِ وابسته به یک ناخالصی در #الماس به‌عنوان #حافظه_کوانتومی و از امواج صوتی، یا دقیق‌تر ذرات صوتی به نام فونون، به‌عنوان حامل اطلاعات میان گره‌های کیوبیتی استفاده می‌شود. آزمایشگاه Lončar پیش‌تر یک محفظه کیوبیت به نام کاواک فونونی (phononic cavity: ساختاری که ارتعاشات را به دام می‌اندازد تا با اسپین الکترون برهم‌کنش کنند) توسعه داده بود.

🔹فونون‌ها در مقیاس تراشه چند مزیت نسبت به نور دارند: در بسامد معین، طول موج فونون بسیار کوتاه‌تر از طول موج نور است و بنابراین قطعاتی با ابعاد بسیار کوچک‌تر و یکپارچگی متراکم‌تر ممکن می‌شود؛ همچنین فونون‌ها به‌راحتی هم با اسپین‌های حالت جامد و هم با میدان‌های الکترومغناطیسی جفت می‌شوند و برای سیستم‌های ترکیبی جذاب‌اند.

🔸اما چالش اصلی فونون‌ها حافظه است: حافظه‌های کوانتومی باید از محیط خود محافظت شوند تا همدوسی آن‌ها افزایش یابد، و روش‌های موجود که بر پالس‌های مایکروویو برای جداسازی حافظه از محیط تکیه می‌کنند، روی کیوبیت‌های داخل کاواک‌های فونونی خوب کار نمی‌کنند.

🔹پژوهشگران این گلوگاه را با نمایش محافظت تمام‌مکانیکی همدوسی برای یک اسپین #سیلیکون_تهی‌جای ( نقص نقطه‌ای در الماس متشکل از یک اتم سیلیکون در کنار یک جای خالی در شبکه کربنی) در الماس برطرف کردند. به‌جای پالس‌های مایکروویو سنتی، آن‌ها یک میدان محرک مکانیکی پیوسته از فونون‌ها اعمال کردند تا کیوبیت را به حالتی متفاوت به نام کیوبیت «پوشیده» (dressed qubit: کیوبیتی که با یک میدان پیوسته آکوستیکی پوشانده شده و نسبت به نویز کم‌بسامد محیط کم‌حساس‌تر است) تبدیل کنند.

🔸این حالت‌ها چون یک میدان آکوستیکی پیوسته را «به تن دارند»، به نویز کم‌بسامد محیط حساسیت کمتری دارند. از آنجا که همدوسی اسپین با یک میدان مکانیکی پیوسته و سازگار با حفره‌های فونونی محافظت می‌شود، این روش در همان ساختارهایی طراحی شده که در نهایت برای اتصال گره‌های ثابت یک شبکه کوانتومی به کار می‌رود؛ بنابراین فونون‌ها در چنین شبکه‌ای دو وظیفه هم‌زمان دارند: انتقال اطلاعات کوانتومی و محافظت از آن.

🔹الیزا کورنل اشاره می‌کند: «ما دو مسئله را حل می‌کنیم؛ می‌خواهیم اسپین برهم‌کنش قوی با فونون‌ها داشته باشد و می‌خواهیم زمان همدوسی طولانی داشته باشد. مقاله ما روشی برای افزایش زمان همدوسی نشان می‌دهد که با قرار داشتن مرکز سیلیکون-تهی‌جای در حفره سازگار است.»

🎖با این روش، تیم زمان همدوسی اسپین سیلیکون-تهی‌جای را حدود سه برابر افزایش داد و نشان داد که سرکوب نویز مکانیکی با موج پیوسته می‌تواند در قطعات واقعی، همدوسی کوانتومی را طولانی‌تر کند.

‼️لینک مقاله چاپ شده در Nature Physics
📎لینک خبر

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #اسپین_کوانتومی #سیلیکون_تهی‌جای

🟠 پژوهشگران و عامل‌های هوش مصنوعی هزینه تخمینی حمله کوانتومی به رمزنگاری بیت‌کوین را ۸۶ درصد کاهش دادند

🔹یک پروژه تحقیقاتی متن‌باز با ترکیب تلاش دانشمندان انسانی و عامل‌های هوش مصنوعی، برآورد منابع کوانتومی موردنیاز برای اجرای یک مرحله کلیدی از حمله به رمزنگاری شبکه‌های بلاکچین را به میزان چشمگیر ۸۶٫۱ درصد کاهش داده است.

🔸این پژوهش نشان می‌دهد که هرچند اجرای این حمله در حال حاضر و با سیستم‌های موجود عملی نیست، اما مسیر دستیابی به آن روی کامپیوترهای کوانتومی مقاوم در برابر خطای آینده بسیار بهینه‌تر از پیش‌بینی‌های گذشته شده است.

🔹تمرکز اصلی این پروژه روی بهینه‌سازی یک مدار کوانتومی برای «جمع نقطه‌ای منحنی بیضوی» (elliptic-curve point addition) بوده است؛ یک عملیات ریاضی حیاتی که برای اجرای #الگوریتم_شور علیه رمزنگاری منحنی بیضوی — از جمله منحنی secp256k1 که در #بیت‌کوین و #اتریوم استفاده می‌شود — ضروری است.

🔸کاهش چشمگیر هزینه‌های این عملیات به توسعه‌دهندگان #بلاکچین نشان می‌دهد که زمان‌بندی برای مهاجرت به سیستم‌های رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم باید جدی‌تر گرفته شود، چرا که این فرآیند ارتقا سال‌ها زمان می‌برد و نمی‌توان آن را عطف به ماسبق کرد.

🔹 در این چالش که با نام ECDSA.Fail توسط پلتفرم Eigen Labs در می ۲۰۲۶ راه‌اندازی شد، مدار اولیه به ۲۷۱۵ #کیوبیت_منطقی و به‌طور میانگین بیش از ۳٫۹ میلیون گیت توفولی (Toffoli) نیاز داشت.

❗️در پایان مهلت رسمی پروژه، بهترین مدار ارائه‌شده توانست این نیاز را به ۱۱۵۱ کیوبیت منطقی و حدود ۱٫۳ میلیون گیت توفولی برساند که معادل ۵۷٫۶٪ کاهش در تعداد کیوبیت‌ها و ۶۷٫۲٪ کاهش در تعداد گیت‌ها است.

🔹این امتیاز نهایی حدود ۵۰ درصد پایین‌تر (بهینه‌تر) از رکورد مشابهی است که پیش‌تر توسط پژوهشگران گوگل ثبت شده بود؛ هرچند تفاوت در مفروضات و روش‌های ارزیابی، مقایسه مستقیم آن‌ها را دشوار می‌کند. پس از پایان مهلت نیز، تلاش‌های تکمیلی توانست تعداد کیوبیت‌های منطقی را با افزایش تعداد عملیات‌ها به ۸۱۳ عدد کاهش دهد.

🔸 یکی از ویژگی‌های برجسته این دستاورد، استفاده از مدل «پژوهش خودکار باز» (open autoresearch) است که در آن بیش از ۱۰۰ مشارکت‌کننده با بهره‌گیری از عامل‌های #هوش_مصنوعی به تست و بهبود کدها پرداختند.

🔹در این رویکرد نوین، انسان‌ها وظیفه تعیین اهداف، تأمین دانش ریاضی و نظارت را بر عهده داشتند، در حالی که عامل‌های هوش مصنوعی در پیاده‌سازی، آزمایش تغییرات تدریجی تکرارشونده و ترکیب ایده‌ها برای خلق ساختارهای مداری جدید نقش محوری ایفا کردند. این همکاری نشان داد که هوش مصنوعی در کنار تلاش جمعی محققان می‌تواند سرعت نوآوری در حل مسائل پیچیده الگوریتمی را به‌شدت افزایش دهد.

🔸 با وجود این پیشرفت، پژوهشگران تأکید می‌کنند که این نتایج معادل یک حمله کامل و موفق به بیت‌کوین نیست. این بنچمارک تنها بخش «جمع نقطه‌ای» را پوشش می‌دهد و اجرای کامل الگوریتم شور را شامل نمی‌شود.

🔹همچنین هزینه‌های عملیاتی مربوط به تصحیح خطای فیزیکی کوانتومی، کامپایل سخت‌افزاری و چالش‌های اجرای هم‌زمان عملیات‌ها (Circuit depth) در این برآورد لحاظ نشده‌اند و تضمین ریاضی قطعی برای درستی عملکرد مدار در تمامی ورودی‌های ممکن ارائه نشده است.

🔸گام بعدی این تیم، ادغام این مدار بهینه‌شده در پیاده‌سازی کامل و پنجره‌بندی‌شده (windowed) الگوریتم شور خواهد بود تا ارزیابی دقیق‌تری از هزینه نهایی این حمله به دست آید.

📎لینک خبر

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #محاسبات_کوانتومی

🟠اروپا با قانون کوانتوم به دنبال تبدیل توانمندی‌های پژوهشی به رهبری صنعتی است

🔸رهبران جامعه کوانتومی اروپا در نشستی با عنوان "«لحظه کوانتومی اروپا: از آزمایشگاه تا رهبری»" در پارلمان اروپا گرد هم آمدند تا راه‌های تبدیل تخصص علمی این قاره به ظرفیت‌های صنعتی و راهبردی را بررسی کنند. این رویداد با میزبانی دکترSergey Lagodinsky، نماینده پارلمان اروپا، و با حضور نمایندگان کمیسیون و شورای اروپا، پژوهشگران، رهبران کسب‌وکار و سرمایه‌گذاران برگزار شد.

❗️هدف اصلی این بحث، بررسی چالش‌های ژئوپلیتیک و اقتصادی پیش روی اروپا برای یکپارچه‌سازی بازار، حفظ حاکمیت فناورانه و دستیابی به رهبری جهانی در #فناوری‌های_کوانتومی بود.

🔹 محور اصلی این گفتگوها، «قانون کوانتوم اتحادیه اروپا» (EU Quantum Act) بود که انتظار می‌رود پیش‌نویس آن تا پایان سال ۲۰۲۶ توسط کمیسیون اروپا ارائه شود، هرچند احتمال تعویق آن تا سال آینده نیز وجود دارد. Thomas Skordas، معاون مدیرکل DG CNECT در کمیسیون اروپا، با تأکید بر اینکه اروپا در علم کوانتوم پیشرو و بی‌رقیب است، چالش اصلی را مقیاس‌پذیری و تجاری‌سازی این دستاوردها برای رقابت با سرمایه‌گذاری‌های عظیم ایالات متحده دانست.

🔸به گفته او، قانون جدید بیشتر یک چارچوب توانمندساز است تا یک بودجه‌بندی صرف، و هدف آن ایجاد محرک‌های لازم برای هماهنگی و خروج از پراکندگی فعلی است.

🔹 پراکندگی سرمایه‌گذاری و فعالیت انفرادی استارتاپ‌ها یکی از موانع بزرگ بازار اروپاست. اسکورداس با اشاره به اینکه اروپا نمی‌تواند ۷۸ استارتاپ مجزا و بدون ارتباط داشته باشد، بر لزوم ادغام بازار و ترکیب فناوری کوانتوم با حوزه‌های بالغ‌تری مانند #نیمه‌رساناها، فوتونیک و رایانش ابری تأکید کرد.

🔸در همین راستا، Tommaso Calarc، دبیر هیئت مشورتی سطح بالای کوانتوم اتحادیه اروپا، شرایط کنونی را «آخرین قطار اروپا» توصیف کرد و گفت که برای موفقیت به یک حجم بحرانی (Critical mass) شامل پول، سرعت و کار گروهی نیاز است.

🔹 با وجود این چالش‌ها، اروپا مزیت‌های رقابتی مهمی نیز دارد. Cecile Perrault، مدیر اجرایی کنسرسیوم صنعت کوانتوم اروپا (QuIC)، با اشاره به قدرت زنجیره تأمین این قاره اعلام کرد که ۸۰ درصد از قطعات به‌کاررفته در کامپیوترهای کوانتومی اروپایی، در خود این قاره تولید می‌شوند.

❗️با این حال، کارشناسان هشدار دادند که مسائلی نظیر امنیت سایبری، تاب‌آوری زنجیره تأمین و خطر تصاحب شرکت‌های اروپایی توسط غول‌های فناوری آمریکا و چین، نیازمند رویکردی یکپارچه است تا از ایجاد محدودیت‌های ملی و تکه‌تکه شدن بیشتر بازار جلوگیری شود.

🔸 یکی دیگر از دغدغه‌های اصلی مطرح‌شده، رقابت شدید برای جذب نیروی کار متخصص بود. پروفسور Eleni Diamanti، هم‌بنیان‌گذار Welinq، تأکید کرد که صنعت کوانتوم به طیف گسترده‌ای از متخصصان از مهندسان نرم‌افزار گرفته تا متخصصان فیزیک نیاز دارد. او استدلال کرد که نخبگان تنها به دنبال پول نیستند، بلکه به سوی رهبران جهانی بازار جذب می‌شوند.


📎لینک خبر
🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #سیاست_کوانتوم

🟠پژوهشگران برای نخستین‌بار موفق به رصد آنی جهش کوانتومی در صوت شدند

🎖پژوهشگران دانشگاه #استنفورد برای نخستین بار موفق شدند جهش‌های کوانتومی صدا را به صورت آنی مشاهده کنند.

🔹 این رویداد، گذارهای ناگهانی یک سیستم از یک تراز انرژی به تراز دیگر است و پیش‌تر در #یون‌های_به‌دام‌افتاده در سال ۱۹۸۶ و در فوتون‌ها در سال ۲۰۰۷ دیده شده بود، اما مشاهده آن در صدا تا کنون ممکن نشده بود. نتایج این یافته در Science منتشر شده است.

🔸واحد کوانتومی صدا را فونون (Phonon) می‌نامند؛ یعنی کوچک‌ترین مقدار گسسته انرژی صوتی که برخلاف فوتون (واحد کوانتومی نور)، نماینده حرکت هماهنگ گروه بزرگی از اتم‌ها است. پژوهشگران یک تشدیدگر مکانیکی (Mechanical Resonator) بسیار کوچک ساختند که با فناوری‌های تراشه‌سازی ساخته شده و مانند یک دیاپازون میکروسکوپی عمل می‌کند. این تشدیدگر می‌تواند حدود دو میلی‌ثانیه نوسان کند؛ اگر همین توانایی در یک دیاپازون معمولی وجود داشت، ساعت‌ها به صدا درمی‌آمد.

🔹عاملی که این موفقیت را ممکن کرد، زمان طولانی میرایی یا «زمان زنگ‌خوردن» (Ringdown Time) تشدیدگر بود که اجازه داد صدها قرائت پی‌درپی انجام شود و لحظه ناپدید شدن ارتعاش و جهش صدا از تراز انرژی ۱ به ۰ ثبت شود. برای این کار، پژوهشگران تشدیدگر را با یک کیوبیت ابررسانا جفت کردند؛ کیوبیت مداری الکتریکی است که اطلاعات کوانتومی را نگه می‌دارد و نقش آشکارساز را بازی می‌کند. چالش اصلی، خواندن اطلاعات از یک سامانه کوانتومی بدون برهم زدن حالت شکننده آن بود.

🔸این کیوبیت در طول دو میلی‌ثانیه نوسان، بارها بررسی می‌کند که فونون درون تشدیدگر در تراز انرژی ۱ است یا ۰، و بدین‌سان لحظه دقیق جهش کوانتومی ثبت می‌شود. چنین توانایی‌ای می‌تواند به تصحیح خطا در رایانش کوانتومی کمک کند، زیرا در بسیاری از معماری‌های کوانتومی، جهش کوانتومی به معنای خطا است و شناسایی زمان وقوع آن دشوار بوده است.

🔹 از سوی دیگر، ترکیب تشدیدگر مکانیکی و کیوبیت به‌دلیل ابعاد کوچک و حساسیت بالا، بستری توانمند برای حسگری فوق‌حساس فراهم می‌کند؛ همکاری تیم استنفورد با تیم Caltech برای شناسایی پروتئین‌ها درون سلول‌ها یکی از کاربردهای این حسگری فوق حساس است. به گفته پژوهشگران، این دستاورد گامی بنیادین به سوی نسل بعدی فناوری‌هایی است که صدا در آن‌ها نقش اساسی دارد که از جمله‌ی آن می‌توان به تلفن‌های هوشمند اشاره کرد.

📎لینک خبر
🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #حسگری_کوانتومی #کیوبیت_ابررسانا

🟠انتقال هم‌زمان حالت‌های کوانتومی در ۱۰۰ کانال نوری موازی؛ گامی به‌سوی شبکه‌های کوانتومی مقیاس‌پذیر

🔸پژوهشگران دانشگاه East China Normal University موفق شده‌اند #تله‌پورت_کوانتومی را به‌طور هم‌زمان روی ۱۰۰ کانال نوری فضایی مجزا اجرا کنند. در تله‌پورت کوانتومی، خود ذره جابه‌جا نمی‌شود؛ بلکه حالت کوانتومی حامل اطلاعات با استفاده از درهم‌تنیدگی میان دو سامانه منتقل می‌شود.

🔹در معماری توسعه‌یافته توسط گروه Jietai Jing، به‌جای انتقال اطلاعات تنها در یک یا چند مُد محدود، مجموعه‌ای از مُدهای نوری که به‌طور طبیعی از نظر فضایی از یکدیگر جدا هستند، به کانال‌های مستقل و قابل‌کنترل تبدیل شده‌اند. پژوهشگران یک مدولاتور فضایی نور (Spatial Light Modulator) و هولوگرام‌های تولیدشده توسط رایانه را به کار گرفتند تا یک آرایه نوری ۱۰×۱۰ شامل ۱۰۰ مُد مستقل ایجاد کنند؛ آرایه‌ای که تنها با تغییر الگوی نمایش‌داده‌شده روی مدولاتور قابل بازپیکربندی است.

🔸برای ایجاد منابع درهم‌تنیده، تیم پژوهشی از فرایند #اختلاط_چهارموجی (Four-Wave Mixing) در بخار داغ روبیدیوم استفاده کرد و یک آرایه درهم‌تنیدگی EPR متناظر با ۱۰۰ کانال ساخت. پرتو پمپ نیز به شکلی تقریباً یکنواخت یا «top-hat» شکل‌دهی شد تا بخش‌های مختلف آرایه شرایط برهم‌کنش غیرخطی مشابهی داشته باشند. با تنظیم آرایه ورودی و آرایه EPR مطابق شرایط تطبیق فاز یک تقویت‌کننده پارامتری واحد، هر ۱۰۰ مُد می‌توانستند به‌صورت هم‌زمان در همان محیط چهارموجی پردازش شوند.

🔹بخش مهم دیگر این معماری، استفاده از یک روش کاملاً نوری برای اجرای عملیات «جابجایی» (displacement) موردنیاز در بازسازی حالت تله‌پورت‌شده بود. در نتیجه لازم نبود هر یک از ۱۰۰ کانال به‌صورت جداگانه اندازه‌گیری و پردازش شود؛ میدان feedforward نوری در ایستگاه گیرنده با نیمه دیگر آرایه درهم‌تنیده EPR ترکیب می‌شد و عملیات موردنیاز روی کانال‌ها نیز به‌طور موازی انجام می‌گرفت. این طراحی همان چیزی است که اجرای واقعی تله‌پورت کوانتومی قابل‌بازپیکربندی در ۱۰۰ کانال را ممکن کرد.

🔸پژوهشگران برای نمایش عملکرد سامانه، یک الگوی تصویری به شکل حرف «Q» را نیز از طریق این کانال‌های موازی تله‌پورت کردند. فیدلیتی یا وفاداری حالت‌های بازیابی‌شده از حدود کلاسیکی متناظر بالاتر بود؛ نتیجه‌ای که نشان می‌دهد این معماری می‌تواند فراتر از یک نمایش ساده چندکاناله، برای کدگذاری، کنترل و پردازش حالت‌های کوانتومی فضایی در مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار گیرد. پژوهشگران کاربردهای آینده آن را در انتقال موازی حالت‌های کوانتومی، شبکه‌های کوانتومی چندگرهی، پردازش توزیع‌شده اطلاعات کوانتومی و اجرای عملیات مبتنی بر تله‌پورت روی تعداد زیادی مُد می‌دانند.

🔹محدودیت اصلی آرایه ۱۰×۱۰ فعلی، توان پمپ در دسترس برای تقویت‌کننده پارامتری کم‌نویز بوده است. گروه پژوهشی انتظار دارد با لیزرهای پرقدرت‌تر و تقویت‌کننده‌های tapered بتوان تعداد کانال‌ها را افزایش داد. برنامه بعدی آن‌ها نیز فقط بزرگ‌تر کردن سامانه تله‌پورت نیست؛ بلکه بررسی همین معماری فضایی مقیاس‌پذیر برای تولید حالت‌های کوانتومی بزرگ‌تر و اجرای دیگر پروتکل‌های پردازش اطلاعات کوانتومی به‌صورت موازی است.


📎لینک خبر
‼️لینک مقاله در Physical Review Letters]

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #ارتباطات_کوانتومی

🟠معرفی روشی عملی‌تر برای ارتباط امن چندکاربره در شبکه‌های کوانتومی

🔸پژوهشگران دانشگاه نانجینگ چین، روشی جدید برای برقراری ارتباط امن میان چند کاربر در یک شبکه کوانتومی را به‌طور آزمایشی پیاده‌سازی کردند. در این روش که «کنفرانس رمزنگاری کوانتومیِ مستقل از دستگاه اندازه‌گیری و ناهمزمان» یا AMDI-QCC نام دارد، سه کاربر می‌توانند یک کلید رمزنگاری مشترک و امن را میان خود ایجاد کنند.

🔹در روش‌های متداولِ چندکاربره، با افزایش تعداد کاربران و تلفات کانال، احتمال آشکارسازی همزمان فوتون‌ها به‌شدت کاهش می‌یابد و در نتیجه نرخ تولید کلید امن افت می‌کند. به‌طور ایده‌آل، نرخ کلید در روش‌های پیشین با رابطه‌ای از مرتبه‌ی O(ηᴺ) کاهش می‌یابد؛ یعنی با اضافه‌شدن کاربران، تلفات شبکه تأثیر بسیار شدیدتری بر عملکرد سیستم می‌گذارد.

🔸راهکار جدید با «جفت‌کردن ناهمزمان» رویدادهای آشکارسازی تک‌فوتونی، نیاز به وقوع همزمان همه رویدادها را کاهش می‌دهد. در حالت ایده‌آل، نرخ کلید در این روش از مرتبه‌ی O(η) است و دیگر توانِ اتلافی کانال با تعداد کاربران افزایش پیدا نمی‌کند؛ موضوعی که می‌تواند برای توسعه شبکه‌های کوانتومی بزرگ‌تر اهمیت زیادی داشته باشد.

🔹در آزمایش انجام‌شده توسط این تیم، سه کاربر به‌صورت مستقل پالس‌های نوری خود را به یک ایستگاه اندازه‌گیری مشترک ارسال کردند. از آنجا که پروتکل از نوع «مستقل از دستگاه اندازه‌گیری» است، امنیت کلید به قابل‌اعتماد بودن تجهیزات آشکارسازی در گره مرکزی وابسته نیست؛ که این هم مزیتی مهم برای کاهش آسیب‌پذیری‌های مرتبط با آشکارسازها در شبکه‌های کوانتومی است.

🔸یکی دیگر از نکات مهم این آزمایش، حذف نیاز به «قفل‌کردن فعال فاز» میان لیزرهای کاربران است. پژوهشگران با استفاده از تخمین اختلاف فرکانس مبتنی بر تبدیل فوریه سریع و جبران رانش فاز در مرحله پردازش داده‌ها، توانستند لیزرهای مستقل را بدون سامانه پیچیده قفل فاز با یکدیگر هماهنگ کنند؛ رویکردی که می‌تواند پیاده‌سازی شبکه‌های واقعی را ساده‌تر کند.

🔹این سامانه در آزمایش توانست تحت تلفات کلی حدود ۵۹٫۶ دسی‌بل همچنان کلید امن تولید کند و در این شرایط به نرخ حدود ‎4.470 × 10⁻⁹‎ بیت به‌ازای هر پالس برسد. این پژوهش هنوز یک نمایش آزمایشگاهی است، اما نشان می‌دهد که ارتباط امن کوانتومی چندکاربره می‌تواند با معماری‌هایی ساده‌تر و مقیاس‌پذیرتر به سمت شبکه‌های کوانتومی بلندبرد حرکت کند.

📎لینک خبر
‼️لینک مقاله

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #ارتباطات_کوانتومی #شبکه_کوانتومی #توزیع_کلید_کوانتومی #رمزنگاری_کوانتومی

🟠شرکت Quobly سه عملیات کوانتومی کلیدی را روی یک تراشه سیلیکونی ۳۰۰ میلی‌متری به نمایش گذاشت

🔹شرکت فرانسوی #Quobly  که روی ساخت رایانه‌های کوانتومی مقیاس‌پذیر و صنعتی مبتنی بر کیوبیت‌های اسپین سیلیکونی کار می‌کند، از نتیجه‌ای تازه خبر داده است. این شرکت توانسته سه عملیات بنیادی کوانتومی را روی یک تراشهٔ واحد از فناوری اختصاصی خود به نام QSOI اجرا کند.

🔸این تراشه‌ها در تأسیسات تولید تجاری ۳۰۰ میلی‌متری شرکت STMicroelectronics در شهر کرول (گرنوبل فرانسه) و با استفاده از فناوری FD-SOI CMOS ساخته شده‌اند. فناوری QSOI بر بستر نیمه‌رسانای FD-SOI بنا شده و کیوبیت‌های اسپین سیلیکونی را با ترانزیستورهای FD-SOI برای الکترونیک کنترل هم‌مجتمع (co-integrated) ترکیب می‌کند.

❗این طراحی از همان ابتدا با هدف تولید صنعتی، یکپارچه‌سازی در مقیاس بزرگ و استفاده از سیلیکون غنی‌شده از ایزوتوپ ۲۸ توسعه یافته است.

🔸سه عملیات کلیدی که روی یک تراشهٔ واحد QSOI نمایش داده شدند عبارت‌اند از: خوانش کیوبیت، گیت‌های تک‌کیوبیتی و گیت‌های دوکیوبیتی. این سه، عملیات پایه‌ای لازم برای کار با یک رایانهٔ کوانتومی مبتنی بر کیوبیت اسپین سیلیکونی هستند. نمایش هم‌زمان آن‌ها روی یک تراشه نشان می‌دهد که هستهٔ عملکردهای موردنیاز برای کنترل و خوانش کیوبیت‌ها در یک دستگاه واحد فراهم شده است.

🔹جزئیات فنی و شاخص‌های عملکردی در یک مقالهٔ علمی که به‌زودی منتشر می‌شود، گزارش خواهد شد. تریستان مونیه، مدیر علمی و از بنیان‌گذاران Quobly، می‌گوید دستیابی به این سه عملیات روی تراشه‌های ساخته‌شده با فرایند ۳۰۰ میلی‌متری، اعتبارسنجی اولیه‌ای برای انتقال فناوری به محیط تولید صنعتی نیمه‌رسانا و مبنایی محکم برای یکپارچه‌سازی و مقیاس‌پذیری بیشتر است.

🔸شرکت Quobly همچنین توانسته مدارهای کوانتومی و کرایوژنیک را روی یک تراشه هم‌مجتمع کند و یک کیت طراحی فرایند کرایوژنیک (cryogenic PDK) توسعه داده است تا از یکپارچه‌سازی‌های بعدی پشتیبانی کند.

🔹این نتایج بخشی از گذار Quobly از توسعهٔ فناوری کوانتومی به سمت نقشه راه محصول Alloy است. نخستین رایانهٔ کوانتومی این شرکت با نام Alloy Pioneer قرار است تا پایان سال ۲۰۲۶ از طریق دسترسی ابری در اختیار کاربران اولیه در محاسبات با کارایی بالا (HPC) و پژوهش قرار گیرد. هدف بلندمدت نقشه راه Alloy رسیدن به یک میلیون کیوبیت تا سال ۲۰۳۲ است.

🔸رویکرد Quobly بر اصول یکپارچه‌سازی در مقیاس بسیار بزرگ (VLSI) استوار است؛ همان اصلی که رایانش کلاسیک را متحول کرد: افزایش ظرفیت محاسباتی از طریق یکپارچه‌سازی نیمه‌رسانا، بدون افزایش متناسب زیرساخت فیزیکی. هدف نهایی، ارائهٔ رایانه‌های کوانتومی میلیون‌کیوبیتی است که بتوانند در زیرساخت‌های محاسباتی موجود، مانند مراکز داده، مستقر شوند و مسیری قابل پیش‌بینی برای مقیاس‌پذیری و بازگشت سرمایه فراهم کنند.

🔹دانیل لاس، رئیس شورای مشورتی علمی Quobly، به پیشنهاد اولیهٔ خود در سال ۱۹۹۸ برای کیوبیت‌های اسپین در نقاط کوانتومی اشاره می‌کند و می‌گوید پرسش اصلی هرگز این نبود که آیا یک کیوبیت کار می‌کند، بلکه این بود که آیا می‌توان میلیون‌ها کیوبیت یکسان ساخت.

🔸به گفتهٔ او، این یک مسئلهٔ تولید است که فقط روی خط تولید پاسخ می‌گیرد. نمایش خوانش و گیت‌های تک‌ و دوکیوبیتی روی یک تراشه از فرایند ۳۰۰ میلی‌متری FD-SOI، همان گامی است که کیوبیت اسپین را از آزمایشگاه به جریان فرایند منتقل می‌کند. حالا باید نشان بدهیم که این نتیجه فقط یک بار و تصادفی نبوده؛ بلکه می‌توان آن را در تولید صنعتی، روی ویفرهای پشت‌سرهم و به‌طور یکنواخت تکرار کرد.

📎لینک خبر

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #کیوبیت_اسپینی #اسپین_سیلیکون #نقطه_کوانتومی #کیوبیت_نیمه‌رسانا

🟠اندازه‌گیری میدان مغناطیسی قلب با حسگر الماس بدون تماس پوستی

🔸 پژوهشگران دانشگاه یوهانس گوتنبرگ ماینتس (JGU) به سرپرستی پروفسور Dmitry Budker، در چارچوب پروژه DIAQNOS، موفق شدند میدان مغناطیسی بسیار ضعیف تولیدشده توسط قلب انسان را با استفاده از مغناطیس‌سنج‌های کوانتومی الماسی مبتنی بر #مراکز_نیتروژن_تهی‌جای (NV centers) اندازه‌گیری کنند. نتایج این آزمایش در سپتامبر ۲۰۲۶ در Science Advances منتشر شده‌اند.

🔹مرکز NV یک نقص در شبکه بلوری #الماس است که در آن یک اتم نیتروژن در کنار یک جای خالی قرار گرفته است. ترازهای انرژی حالت اسپینی این مرکز به میدان مغناطیسی اطراف حساس‌اند؛ بنابراین با تابش لیزر و خوانش نوری حالت اسپین می‌توان تغییرات میدان مغناطیسی را اندازه‌گیری کرد. در این پژوهش، این روش برای آشکارسازی میدان بسیار ضعیف ناشی از جریان‌های الکتریکی قلب به کار گرفته شد و از مغناطیس‌سنجی گرادیانی و روش‌های کاهش نویز نیز برای استخراج سیگنال قلب، حتی در محیط‌های بدون حفاظ مغناطیسی، استفاده شد.

🔸یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های سامانه JGU، ابعاد بسیار کوچک حسگر است: الماس مورد استفاده با حجمی کمتر از ۰٫۵ میلی‌متر مکعب ساخته شده است. برخلاف سامانه‌های رایج SQUID، حسگر NV در دمای اتاق کار می‌کند و به تجهیزات سرمایشی یا شرایط عملیاتی پیچیده نیاز ندارد. همچنین یکی از نسخه‌های توسعه‌یافته در JGU به شکل یک حسگر فیبرنوری قابل‌حمل و بدون میدان بایاس مغناطیسی طراحی شده است.

🔹اهمیت کار فقط در «دیدن سیگنال قلب» نیست؛ MCG یا مغناطیس‌نگاری قلب می‌تواند اطلاعات متفاوتی نسبت به ECG یا نوار قلب ارائه دهد. ECG جریان‌های الکتریکی قلب را از طریق الکترودهای متصل به پوست اندازه می‌گیرد، در حالی که MCG میدان مغناطیسی حاصل از همین جریان‌ها را به‌صورت غیرتماسی ثبت می‌کند و تأثیر رسانندگی متفاوت بافت‌های بدن بر اندازه‌گیری در آن بسیار کمتر است. این ویژگی می‌تواند برای بازسازی سه‌بعدی مسیر هدایت الکتریکی قلب و اندازه‌گیری فعالیت قلب جنین اهمیت داشته باشد.

🔸با این حال، این فناوری هنوز از نظر عملکرد جایگزین مستقیم SQUIDها و OPMها نیست. حساسیت و نسبت سیگنال به نویز سامانه‌های فعلی پایین‌تر است و برای به‌دست‌آوردن سیگنال واضح قلب هنوز به میانگین‌گیری روی ضربان‌های متعدد نیاز است. بنابراین دستاورد فعلی بیشتر اثبات امکان استفاده عملی از حسگر NV برای MCG است تا رسیدن به یک ابزار تشخیصی بالینی آماده.

🔹پژوهشگران قصد دارند با استفاده از متمرکزکننده شار مغناطیسی (flux concentrator) میدان مغناطیسی ورودی به ناحیه NV را افزایش دهند؛ به دلیل ابعاد بسیار کوچک حسگر، از نظر تئوری می‌توان تقویت‌هایی بیش از ۱۰۰ برابر ایجاد کرد.

🔸ترکیب این روش با آرایه‌های چندحسگری و مغناطیس‌سنجی گرادیانی می‌تواند در آینده به MCG قابل‌حمل، مغناطیس‌نگاری مغز (MEG) در دمای اتاق و پایش غیرتماسی قلب مادر و جنین منجر شود.

📎لینک خبر
‼️لینک مقاله در Science Advances

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #حسگری_کوانتومی #حسگر_الماس

‼️ شانزدهمین جلسه عمومی خبرخوانی اطلس کوانتوم

⚛️ دنیای کوانتوم هر هفته با خبرها، دستاوردها و اتفاقات تازه‌ای همراه میشه. در جلسات خبرخوانی اطلس کوانتوم مهم‌ترین تحولات هفته رو کنار هم مرور می‌کنیم، درباره اهمیت اون‌ها حرف می‌زنیم و سعی می‌کنیم تصویر بهتری از مسیر پیشرفت علوم و فناوری‌های کوانتومی پیدا کنیم.

🍀 این هفته هم شما مهمان شانزدهمین جلسه عمومی خبرخوانی اطلس کوانتوم هستید.

▪️پنجشنبه ۲ مهر ۱۴۰۵
▪️ساعت ۱۰:۳۰ تا ۱۱:۳۰
▪️به‌صورت آنلاین

📎لینک ورود به جلسه


🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗Website
🔗Telegram
🔗LinkedIn

🟠انویدیا پلتفرم متن‌باز CUDA-Q را برای محاسبات کوانتومی مقاوم در برابر خطا توسعه داد

🔸اونیدیا نسخه جدیدی از پلتفرم متن‌باز CUDA-Q را با نام CUDA-Q Logical معرفی کرده است؛ لایه‌ای نرم‌افزاری برای طراحی، شبیه‌سازی و ارزیابی سامانه‌هایی که قرار است در نهایت به #محاسبات-کوانتومی مقاوم در برابر خطا برسند. در این رویکرد، هدف فقط ساخت تعداد بیشتری کیوبیت فیزیکی نیست، بلکه باید چندین کیوبیت فیزیکی با استفاده از #تصحیح_خطای_کوانتومی در کنار هم قرار گیرند تا یک #کیوبیت_منطقی با خطای بسیار کمتر ایجاد شود.

🔹اهمیت CUDA-Q Logical در این است که طراحی چنین کامپیوترهایی یک مسئله چندلایه است؛ تغییر در الگوریتم، کد تصحیح خطا، معماری سخت‌افزار یا حتی مشخصات QPU می‌تواند تعداد کیوبیت‌ها و منابع محاسباتی موردنیاز را تغییر دهد. NVIDIA می‌گوید CUDA-Q Logical امکان مدل‌سازی و ترکیب این اجزا را در یک محیط قابل‌برنامه‌ریزی و قابل‌بررسی فراهم می‌کند تا پژوهشگران بتوانند معماری‌های مختلف را سریع‌تر با یکدیگر مقایسه کنند.

🔸یکی از نتایج مطرح‌شده مربوط به Iceberg Quantum است. این شرکت با استفاده از CUDA-Q Logical، معماری مقاوم در برابر خطای خود را برای کیوبیت‌های شرکت Diraq مدل‌سازی کرده و گزارش کرده است که می‌توان برای دستیابی به ۱۰۰۰ کیوبیت منطقی، از حدود ۱۵۰ هزار کیوبیت فیزیکی استفاده کرد؛ رقمی که طبق گزارش NVIDIA تقریباً ۱۰ برابر کمتر از برآورد قبلی Diraq بوده است. البته این عدد حاصل مدل‌سازی معماری است و به‌معنای ساخت یا اجرای یک کامپیوتر کوانتومی ۱۰۰۰ کیوبیتی با این مشخصات نیست.

🔹در نمونه‌ای دیگر، پژوهشگران Fermilab از CUDA-Q Logical برای بررسی نیازمندی‌های سامانه‌های مقاوم در برابر خطا، از جمله تعداد کیوبیت‌های فیزیکی، زمان اجرا و روش‌های مختلف تصحیح خطا استفاده کرده‌اند. طبق گزارش NVIDIA، فرایندی که پیش‌تر حدود پنج ماه زمان می‌برد، با این چارچوب به حدود سه هفته کاهش یافته است؛ یعنی حدود ۷ برابر سریع‌تر. اینجا پیشرفت اصلی در خود کیوبیت‌ها نیست، بلکه در سرعت و ساختار فرایند طراحی و ارزیابی معماری کوانتومی است.

🔸هم‌زمان، Sandia National Laboratories ابزار QUOPS را نیز در CUDA-Q در دسترس قرار داده است. QUOPS یک معیار مستقل از نوع سخت‌افزار برای ارزیابی میزان پیشرفت سامانه‌های کوانتومی به سمت کاربردهای مقیاس‌بالاست. این موضوع اهمیت دارد، زیرا تاکنون بسیاری از شاخص‌های رایج مانند تعداد کیوبیت، فیدلیتی گیت و همدوسی ، بیشتر بر عملکرد کیوبیت‌های فیزیکی تمرکز داشته‌اند. QUOPS تلاش می‌کند ارزیابی را بیشتر به سمت توانایی واقعی سامانه برای اجرای محاسبات مفید ببرد.

🔹پلتفرم CUDA-Q Logical بخشی از اکوسیستم گسترده‌تر #NVIDIA برای اتصال محاسبات کوانتومی و کلاسیک است. این شرکت در کنار CUDA-Q از NVQLink برای اتصال کم‌تأخیر پردازنده‌های کوانتومی به ابررایانه‌های GPU و از cuQuantum برای شبیه‌سازی مدارهای کوانتومی روی GPU استفاده می‌کند. شرکت‌ها و آزمایشگاه‌هایی مانند Infleqtion، IQM، Quantum Motion، Sandia و Fermilab نیز در حال استفاده یا آزمایش این ابزارها هستند.

📎 لینک خبر

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #انویدیا

🟠شرکت «کوانتوم دایس» و پلیس «ولز شمالی» محاسبات احتمالات‌محور را برای واکنش به شرایط اضطراری آزمایش کردند.

🔹پروژه‌ای مشترک به نام Project PROTECT میان شرکت Quantum Dice و پلیس شمال #ولز (North Wales Police) به پایان رسید که یک اثبات فناوری برای ارزیابی محسبات احتمالات محور در برنامه‌ریزی استقرار خودروهای امدادی بوده است.

🔸در این پروژه از پردازنده احتمالات محور (probabilistic processor) ساخت Quantum Dice استفاده شد که به‌جای محاسبات قطعی، توزیع احتمال حالات مختلف را بهینه می‌کند و برای مسائل بهینه‌سازی پیچیده با محدودیت‌های زیاد مناسب است.

❗️هدف اصلی، استقرار پیشرو خودروهای امدادی بود، یعنی جای‌گذاری خودروها نه فقط در ایستگاه‌ها، بلکه نزدیک‌تر به مناطق احتمالی وقوع حوادث، با حفظ محدودیت‌های عملیاتی مانند ایمنی، عدالت در پوشش، سلامت افسران و کارایی ناوگان.

🔹در یک سناریوی استقرار مدل‌شده و محدودشده (constrained modelled deployment scenario)، پنج خودرو در پنج حوزه ایستگاهی ثابت نگه داشته شدند و مکان‌یابی ده خودروی مازاد بهینه‌سازی شد. نتیجه این بود که میانگین زمان پاسخ به ۴٫۸۲ دقیقه رسید، حدود ۴۰٪ کمتر از خط پایه مبتنی بر ایستگاه.

🔸همچنین نسبت تقاضای با اولویت بالا P0 که در عرض ۱۰ دقیقه قابل دسترسی بود، از ۵۸٫۸٪ به ۷۵٫۶٪ افزایش یافت و پوشش جغرافیایی حوزه‌ها از ۳۹٫۳٪ به ۶۴٫۳٪ بهبود پیدا کرد. این نتایج نشان می‌دهد بهینه‌سازی احتمالاتی می‌تواند هم‌زمان سرعت پاسخ و پوشش مناطق پراکنده روستایی را بهتر کند.

🔹علاوه بر آزمایش محدودشده، Quantum Dice یک محیط بهینه‌سازی و شبیه‌سازی دینامیک ساخت که به‌طور مداوم مکان خودروها را با وقوع حوادث و آزاد شدن خودروها بازمحاسبه می‌کرد. در یک شبیه‌سازی ۲۴ ساعته شامل ۱۳ حادثه فوری، همه حوادث پاسخ داده شدند و محدودیت‌های برنامه کار و استراحت رعایت شد.

🔸بهترین پیکربندی به میانگین زمان پاسخ ۷٫۷۶ دقیقه دست یافت که از هدف پروژه (حدود ۱۰ دقیقه) بهتر بود. با این حال، نتایج بر پایه داده‌های تقاضای تاریخی (historical demand data) است و پیش از استقرار عملیاتی نیاز به اعتبارسنجی بیشتر دارد.

🔹پروژه یک نمونه اولیه پشتیبانی تصمیم (decision-support prototype) شامل بهینه‌سازی، شبیه‌سازی و تجسم داده (visualisation) تحویل داد و از طریق برنامه Test and Learn Programme شورای ملی علوم و نوآوری پلیس بریتانیا (NSIB) حمایت شده است.

📎لینک خبر

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #محاسبات_کوانتومی #بهینه‌سازی

🟠حسگرهای کوانتومی ساختِ NIST پایش هسته‌ای را بهبود می‌دهند

🔹پژوهشگران در مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) با همکاری چندین مرکز دانشگاهی و آزمایشگاهی، با بهره‌گیری از #حسگرهای_کوانتومی فوق‌حساس، موفق به اندازه‌گیری پرتوهای ایکس گسیل‌شده از عناصر رادیواکتیو شامل پلوتونیوم، اورانیوم و نپتونیوم با دقتی بی‌سابقه شده‌اند.

🔸در حوزه #پایش_هسته‌ای و نظارت بر تأسیسات اتمی و پادمان‌های بین‌المللی (Nuclear Safeguards - قوانین و نظارت‌های جهانی برای جلوگیری از انحراف مواد هسته‌ای به سمت سلاح)، دانشمندان معمولاً به امضای پرتوهای گاما (فوتون‌های پرانرژی ناشی از فرآیندهای درون‌هسته‌ای) متکی هستند. با این حال، تداخل و هم‌پوشانی انرژی پرتوهای ایکس با پرتوهای گاما مانند یک نویز یا سیگنال گمراه‌کننده پس‌زمینه عمل می‌کرد و ارزیابی دقیق میزان و نوع مواد را دشوار می‌ساخت؛ اما پژوهش اخیر امکان تفکیک و کسر دقیق این پرتوهای مزاحم را فراهم کرده است.

🎖فناوری کلیدی به‌کاررفته در این دستاورد، آرایه‌ای از حدود ۲۵۰ حسگر لبه گذار (Transition Edge Sensors - TES؛ نوعی دماسنج مینیاتوری فوق‌حساس مبتنی بر فیزیک حالت جامد) است. این حسگرها از یک لایه نازک #ابررسانا تشکیل شده‌اند که در دمایی برابر با کسر ناچیزی بالاتر از صفر مطلق نگه‌داری می‌شود؛ یعنی دقیقاً در ناحیه گذار فاز بین حالت ابررسانایی و حالت فلز معمولی با مقاومت الکتریکی معین.

🔹هنگامی که یک تک‌فوتون پرتو ایکس یا گاما به این حسگر برخورد می‌کند، حرارت بسیار اندکی به آن منتقل می‌کند که همین گرما بلافاصله مقاومت الکتریکی لایه را به شدت افزایش می‌دهد. از آنجا که این تغییر مقاومت مستقیماً با انرژی فوتون متناسب است، این حسگرها می‌توانند *طیف‌سنجی پرتوها را با تفکیک‌پذیری بسیار بالا* انجام دهند؛ قابلیتی که عدم قطعیت اندازه‌گیری انرژی پرتوهای ایکس را بسته به شرایط، به میزان یک‌سوم تا یک‌هشتم نسبت به روش‌های پیشین کاهش داده است.

🔸این افزایش دقت در تفکیک پرتوها، شناسایی و سنجش نسبت ایزوتوپ‌ها را بسیار دقیق‌تر و سریع‌تر می‌سازد؛ عاملی که نقشی حیاتی در تعیین کاربرد مواد، از جمله تمایز بین سوخت نیروگاهی و مواد با درجه تسلیحاتی (Weapons-grade material - مانند #اورانیوم غنی‌شده بالای ۹۰ درصد) دارد. علاوه بر این، ارزیابی سریع‌تر ترکیب سوخت در طول فرآیند شکافت هسته‌ای می‌تواند زمان‌های توقف و ارزیابی مکرر در چرخه‌های تولید برق هسته‌ای را به حداقل برساند و بهره‌وری اقتصادی نیروگاه‌ها را به طور چشمگیری ارتقا دهد.

🔹هرچند این حسگرها به تجهیزات کرایوژنیک حجیم برای رسیدن به نزدیکی صفر مطلق نیاز دارند و قابل حمل دستی نیستند، اما می‌توان آن‌ها را در آزمایشگاه‌های مستقر در تأسیسات نصب کرد یا نمونه‌های مواد رادیواکتیو را برای آنالیز دقیق آزمایشگاهی به محل استقرار این دستگاه‌ها ارسال نمود.

🔸دانشمندان NIST در چارچوب یک همکاری مشترک با آزمایشگاه ملی لوس‌آلاموس (از مراکز پیشرو در پژوهش‌های دفاعی و هسته‌ای آمریکا)، این آشکارسازهای لبه گذار ( TES) را در سه آزمایشگاه وابسته به وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) نصب و راه‌اندازی کرده‌اند تا با خروج این حسگرهای کوانتومی از محیط صرفاً تئوری و ورود آن‌ها به تأسیسات عملیاتی، کارایی آن‌ها در شرایط واقعی پایش هسته‌ای و ارزیابی مواد رادیواکتیو به مورد بررسی قرار گیرد.

‼️ لینک مقاله در Physical Review Letters
📎 لینک خبر

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #حسگری_کوانتومی #پایش_هسته‌ای

🟠پژوهشگران فوتون‌های دوقلو را در مسافتی ۷ کیلومتری بر فراز خلیج گوانابارای برزیل ارسال کردند

🔹پژوهشگران دانشگاه فدرال فلومیننزه (UFF) در برزیل گامی مهم به سوی #ارتباطات_کوانتومی برداشته‌اند. آنها جفت‌هایی از فوتون‌های دوقلو (Twin Photons) تولید کردند و یک فوتون از هر جفت را حدود ۷ کیلومتر از فراز خلیج گوانابارا در ریودوژانیرو عبور دادند، در حالی که فوتون دیگر در آزمایشگاه مبدأ در نیتروی شناسایی می‌شد.

❗️این آزمایش در پنج ثانیه ۷۰۰۰ همزمانی تشخیص (Coincident Detection) ثبت کرد — یعنی ثبت همزمان دو فوتون که نشان می‌دهد به یک جفت تعلق دارند، آن هم با وجود تلاطم جوی که مسیر و توزیع پرتو نور را مختل می‌کند.

🔸برای تولید این جفت‌ها، منبع فوتون‌ها از یک بلور اپتیکی غیرخطی استفاده می‌کرد که با لیزر ۴۰۵ نانومتری تحریک می‌شد. در این فرایند که تبدیل پارامتری خودبه‌خودی (SPDC) نام دارد، یک فوتون پرانرژی به دو فوتون کم‌انرژی‌تر به نام‌های سیگنال (Signal) و آیدلر (Idler) تبدیل می‌شود.

🔹پایستگی انرژی و شرایط تطبیق فاز باعث می‌شوند این دو فوتون با ویژگی‌های به‌شدت همبسته متولد شوند. به همین دلیل بلور از نوع بلور بلند (Long-Crystal Architecture) انتخاب شد تا احتمال تولید جفت‌ها به حداکثر برسد.

🔸با این حال، دوقلو بودن دو فوتون به‌طور خودکار به معنای #درهم‌تنیدگی نیست. منبع برای تولید فوتون‌های درهم‌تنیده از طریق قطبش طراحی شده بود. درهم‌تنیدگی قطبشی وقتی هر دو فوتون در آزمایشگاه اندازه‌گیری شدند به اثبات رسیده، اما هنوز تأیید نشده که درهتنیدگی پس از سفر ۷ کیلومتری یک فوتون باقی می‌ماند یا خیر.

🔹برای شناسایی فوتون‌های هم‌جفت، زمان‌های تشخیص (Detection Timestamps) در دو ایستگاه با ساعت‌های سنکرون‌شده با GPS مقایسه شد. از آنجا که یک فوتون تقریباً کنار منبع و دیگری پس از عبور از خلیج شناسایی می‌شود، حدود ۲۰ میکروثانیه بین دو تشخیص فاصله است.

🔸بلافاصله پس از این بازه، یک قله‌ی برجسته در همزمانی‌ها (Peak in Coincidences) ظاهر می‌شود که اثبات می‌کند دو دستگاه واقعاً یک جفت دوقلو را ثبت کرده‌اند، نه نور تصادفی. چون انتقال داده‌ها با اینترنت معمولی کافی نبود، یک لینک رادیویی اختصاصی بین دو ایستگاه نصب شد.

🔹در مسیر نوری نیز تلاطم جوی می‌تواند پرتو را جابه‌جا و جمع‌آوری آن را دشوار کند، اما آزمون‌ها نشان دادند قطبش نور در برابر این سفر بسیار مقاوم است: حالت‌های مختلف قطبش با فیدلیتی بیش از ۹۹٪ بازیابی شدند. به همین دلیل قطبش بهترین گزینه برای رمزگذاری اطلاعات در فوتون‌هاست.

🔸علاوه بر این، یک سیستم تثبیت فعال (Active Stabilization System) ساخته شد تا تلسکوپ‌ها دقیقاً نشانه‌گیری شوند، زیرا تغییرات کوچک مکانیکی و دمایی در فاصله‌ی ۷ کیلومتری می‌تواند پرتو را از گیرنده دور کند.

🔹در نهایت، این آزمایش هنوز به‌طور قطعی نشان نداده که دو فوتون پس از جدایی ۷ کیلومتری درهم‌تنیده باقی می‌مانند؛ آنچه اثبات شده، تولید محلی جفت‌های درهم‌تنیده و تشخیص از راه دور همزمانی‌های میان دوقلوهاست. بنابراین گام بعدی انجام اندازه‌گیری‌های قطبش در دو مکان دور از هم است تا مشخص شود درهم‌تنیدگی پس از سفر یک فوتون در عرض خلیج دست‌نخورده می‌ماند یا خیر.

🔸اگر این مرحله تأیید شود، گامی مهم به سوی کانال ارتباط کوانتومی در فضای آزاد برداشته می‌شود که می‌تواند امکان اتصال ایستگاه‌های زمینی به ماهواره‌ها را فراهم کند.

📎لینک خبر

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار

🟠کوانتینووم معماری تصحیح خطای کوانتومی خود به نام Helix را روی پردازنده تجاری ۹۸ کیوبیتی Helios اعتبارسنجی کرد

🔹شرکت کوانتینووم (#Quantinuum)، یکی از شرکت‌های پیشرو در ساخت رایانه‌های کوانتومی مبتنی بر یون‌های به‌دام‌افتاده، اعلام کرده است که معماری #تصحیح_خطای_کوانتومی خود با نام هلیکس (Helix) را به‌صورت تجربی روی پردازندهٔ تجاری ۹۸-کیوبیتی Helios با موفقیت آزمایش کرده است.

🔸تصحیح خطای کوانتومی یک ضرورت بنیادین است: کیوبیت‌های فیزیکی ذاتاً نویزی‌اند و بدون محافظت، اطلاعات کوانتومی به‌سرعت از دست می‌رود. راه‌حل این است که چند کیوبیت فیزیکی را در قالب یک کد به هم ببندیم تا یک کیوبیت منطقی پایدارتر بسازیم. خبر امروز نشان می‌دهد که این ایده در عمل، روی سخت‌افزار واقعی، به نتیجه رسیده است.

🔹#کوانتینووم در این آزمایش یک زنجیرهٔ کامل از فناوری‌های مقاوم‌به‌خطا را به نمایش گذاشت؛ یعنی مجموعه‌ای از عملیات که حتی در حضور خطاهای سخت‌افزاری، محاسبه را به‌درستی پیش می‌برند. این زنجیره سه بخش دارد:
1️⃣نگه‌داری اطلاعات در حافظهٔ منطقی محافظت‌شده
2️⃣اجرای گیت‌های منطقی کلیفورد با سرعت بالا
3️⃣ ایجاد درهم‌تنیدگی بین کیوبیت‌های منطقی که با کدهای متفاوت محافظت می‌شوند.

❗️نکتهٔ حیاتی آن است که همهٔ این کارها بدون پس‌انتخاب انجام شد. پس‌انتخاب (Postselection) یعنی اینکه بعد از اجرا فقط نتایجی را نگه داریم که نشانه‌های خطا در آن‌ها کم است و بقیه را دور بریزیم؛ این کار دقت را بالا می‌برد، اما منابع را هدر می‌دهد و برای محاسبات واقعی در مقیاس بزرگ مناسب نیست. کوانتینووم نشان داد حتی بدون این ترفند، نتایج کدگذاری‌شده از نتایج فیزیکی خام بهتر است.

🔸معماری هلیکس بر پایهٔ یک کد تصحیح خطای خاص بنا شده که با استفاده از جابه‌جایی یون‌ها در سخت‌افزار کوانتینووم، ساختارهای هندسی کارآمدتری نسبت به کدهای متداول ایجاد می‌کند. نتیجهٔ عملی این طراحی، کاهش چشمگیر تعداد کیوبیت‌های فیزیکی موردنیاز برای رسیدن به یک سطح مشخص از محافظت در برابر خطاست؛ یعنی همان قدرت تصحیح خطا با هزینهٔ سخت‌افزاری کمتر به‌دست می‌آید.

🔹در آزمایش نگه‌داری حافظه، کوانتینووم به نرخ خطای منطقی بسیار پایینی دست یافت که یک رکورد جهانی محسوب می‌شود و در مقایسه با حافظهٔ فیزیکی محافظت‌نشده، بهبود واضحی نشان می‌دهد. همچنین در اجرای گیت‌های منطقی، فیدلیتی بیش از چهار برابر نسبت به گیت‌های فیزیکی خام بهبود یافت.

🔸برای رسیدن به محاسبات کوانتومی کامل و جهان‌شمول، فقط گیت‌های کلیفورد کافی نیست و به منابع خاصی به نام حالت‌های جادویی (Magic state) نیاز است. کوانتینووم نشان داد که می‌تواند این منابع را با کیفیت بالا به حافظهٔ هلیکس تزریق کند و درهم‌تنیدگی بین کیوبیت‌های منطقی را با فیدلیتی بالاتر از خط پایهٔ فیزیکی برقرار سازد.

❗️اهمیت این خبر در آن است که برای نخستین بار، یک پشته (stack) کامل مقاوم‌به‌خطا—شامل حافظه، محاسبه و درهم‌تنیدگی—بدون اتکا به پس‌انتخاب به‌صورت تجربی روی سخت‌افزار واقعی نمایش داده شده است.

شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که با بهبودهای بعدی در سخت‌افزار، همین معماری می‌تواند بدون افزایش تعداد کیوبیت‌ها به سطوح خطای بسیار پایین‌تر برسد و مسیر مقیاس‌پذیری برای نسل بعدی سخت‌افزار این شرکت را هموار کند.

📎لینک خبر
‼️لینک پیش‌چاپ مقاله

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #یون‌_به‌دام‌افتاده

‼️ پانزدهمین جلسه عمومی خبرخوانی اطلس کوانتوم

⚛️ دنیای کوانتوم هر هفته با خبرها، دستاوردها و اتفاقات تازه‌ای همراه میشه. در جلسات خبرخوانی اطلس کوانتوم مهم‌ترین تحولات هفته رو کنار هم مرور می‌کنیم، درباره اهمیت اون‌ها حرف می‌زنیم و سعی می‌کنیم تصویر بهتری از مسیر پیشرفت علوم و فناوری‌های کوانتومی پیدا کنیم.

🍀 این هفته هم شما مهمان پانزدهمین جلسه عمومی خبرخوانی اطلس کوانتوم هستید.

▪️پنجشنبه 26 شهریور ۱۴۰۵
▪️ساعت ۱۰:۳۰ تا ۱۱:۳۰
▪️به‌صورت آنلاین

📎لینک ورود به جلسه


🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗Website
🔗Telegram
🔗LinkedIn

🟠به گفته IonQ یک کامپیوتر کوانتومی با ۲۰٬۰۰۰ کیوبیت فیزیکی می‌تواند امضای بیت‌کوین را در ۲۶ روز بشکند

🔹شرکت #IonQ نتایج یک پژوهش را منتشر کرده که در آن برآورد شده است یک کامپیوتر کوانتومی مقاوم در برابر خطا از نوع #یون‌_به‌دام‌افتاده با حدود ۲۰٬۰۰۰ کیوبیت فیزیکی می‌تواند مسئله لگاریتم گسسته منحنی بیضوی را روی منحنی secp256k1 — همان منحنی ۲۵۶ بیتی که در بیت‌کوین و بسیاری از سیستم‌های امضای دیجیتال استفاده می‌شود — در حدود ۲۵٫۷ روز برای هر تلاش حل کند.

❗️بر اساس این مطالعه، ردپای دستگاه (device footprint) شامل ۱۹٬۳۹۷ کیوبیت فیزیکی، ۱٬۴۵۷ کیوبیت منطقی و ۳۹ میلیون گیت توفولی منطقی است. نکته مهم این است که کل محاسبه تا سطح کدهای تصحیح خطای کوانتومی و مدارهای تصحیح خطا نگاشت (mapped) شده است.

🔸نوآوری اصلی این کار آن است که برای نخستین بار هزینه اجرای یک الگوریتم در مقیاس کاربرد واقعی بدون تقریب زدن بخش‌هایی که معمولاً زمان اجرای یک ماشین واقعی را تحت‌الشعاع قرار می‌دهند، تخمین زده شده است. همچنین پژوهشگران یک کران پایین قابل‌اثبات برای احتمال موفقیت کل محاسبه ارائه کرده‌اند، نه یک استدلال ابتکاری.

🔹این برآورد بر پایه معماری «گربهٔ راه‌رونده» (Walking Cat architecture) ساخته شده که در آوریل ۲۰۲۶ توسط همین شرکت به‌عنوان نخستین نقشهٔ سرتاسری (full-stack blueprint) برای یک کامپیوتر کوانتومی مقاوم در برابر خطا منتشر شد.

🔸نسخهٔ بهینه‌شدهٔ این معماری برای مسئله لگاریتم گسسته منحنی بیضوی (ECDLP) از یون‌های به‌دام‌افتاده و کدهای LDPC کوانتومی استفاده می‌کند؛ کدهایی که نسبت به کد سطحی — کد رایج‌تر در تصحیح خطا — نرخ بالاتری دارند و در نتیجه برای یک ماشین یون‌به‌دام‌افتاده به کیوبیت فیزیکی کمتری نیاز دارند.

🔹از نظر زمان‌بندی، این مقیاس با سیستم‌هایی هم‌راستا است که آیون‌کیو در نقشهٔ راه عمومی خود وعده داده است: سیستم ۱۰٬۰۰۰ کیوبیت فیزیکی کاملاً مقاوم در برابر خطا در سال ۲۰۲۷ و پیشرفت‌های بیشتر در سال ۲۰۲۸. همین موضوع نگرانی‌ها دربارهٔ افق زمانی Q-Day را جدی‌تر می‌کند.

🔸از نظر پیامدهای امنیتی، باید توجه کرد که این حمله به محرمانگی مربوط نمی‌شود؛ یعنی هدفش خواندن داده‌های رمزنگاری‌شده نیست. بلکه به احراز هویت و یکپارچگی مربوط می‌شود. امضاهای منحنی بیضوی در واقع محور اصلی امضای کد (code signing)، سلسله‌مراتب گواهی (certificate hierarchies)، هویت دستگاه (device identity) و ریشه‌های اعتماد بلندمدت (long-lived roots of trust) هستند.

🔹تفاوت مهم اینجاست: اگر داده‌های رمزنگاری‌شده لو بروند، فقط همان داده‌های ضبط‌شده در معرض خطرند؛ اما اگر امضاها قابل جعل شوند، مهاجم می‌تواند از این پس به‌جای شما کد امضا کند، هویت خود را جایگزین هویت شما کند یا گواهی جعلی صادر کند. یعنی خطر به‌صورت نگاه به گذشته به ترافیک ضبط‌شدهٔ امروز محدود نمی‌شود، بلکه از لحظه شکستن امضا به بعد قابل بهره‌برداری است.

❗️آیون‌کیو تأکید می‌کند این برآورد یک حملهٔ جدید نیست، بلکه ادامهٔ کارهای منتشرشدهٔ اخیر است. نکتهٔ متمایز آن، حسابداری وابسته به معماری (architecture-specific accounting) است؛ به این معنا که هزینهٔ همان الگوریتم را روی یک ماشین یون‌به‌دام‌افتاده با تصحیح خطای نرخ‌بالا محاسبه کرده‌اند، نه روی کد سطحی که کد رایج‌تر و پرهزینه‌تر در تصحیح خطاست.

🔸این شرکت مطابق رویهٔ مسئولانهٔ کارهای مشابه، برآورد منابع را منتشر کرده اما مدارهای مشخص را افشا نکرده است. همچنین پیش از انتشار، نسخه‌های پیش‌نویس را با شرکای دولتی و صناعی آمریکا به اشتراک گذاشته تا فرصت آماده‌سازی وجود داشته باشد.

🔹خبر خوب اینکه راه‌حل استاندارد از امروز در دسترس است. الگوریتم‌های امضای پساکوانتومی مثل SLH-DSA و ML-DSA از این دسته حملات تأثیر نمی‌پذیرند. به همین دلیل، سازمان‌ها باید هر چه زودتر به فکر #مهاجرت_پساکوانتومی باشند.

🔸هرچه برآورد دقیق‌تری از زمان و هزینه این تهدید داشته باشیم، بهتر می‌توانیم آماده شویم. این خبر نشان می‌دهد استراتژی دفاع لایه‌ای و چابکی رمزنگاری (cryptographic agility) دیگر یک انتخاب نیستند، بلکه باید سرمایه‌گذاری‌هایی مستمر باشند.

📎لینک خبر

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn


#اخبار #رمزنگاری_پساکوانتومی

🟠شرکت SandboxAQ آزمایش ناوبری کوانتومی سامانه AQNav را روی پهپاد انجام داد

🔸 شرکت SandboxAQ اعلام کرد که سامانه AQNav را روی پهپاد Lumberjack شرکت Northrop Grumman با موفقیت در پرواز آزمایش کرده است.

❗️این آزمایش از این جهت مهم است که AQNav یک سامانه ناوبری مغناطیسی است؛ طبق اعلام شرکت، این نخستین آزمایش گزارش‌شده‌ی MagNav روی یک پهپاد و همچنین نخستین نمونه گزارش‌شده از ترکیب MagNav با ناوبری بصری روی چنین پلتفرمی است.

🔹AQNav برای تعیین موقعیت به سیگنال‌های ماهواره‌ای یا دیگر سیگنال‌های خارجی متکی نیست و از اندازه‌گیری میدان مغناطیسی زمین برای ایجاد یک مرجع مستقل ناوبری استفاده می‌کند. این سامانه می‌تواند به‌صورت مستقل یا در کنار سامانه‌های ناوبری اینرسی، بصری و ماهواره‌ای مورد استفاده قرار گیرد و بخشی از معماری موسوم به Alternative Positioning, Navigation and Timing باشد.

🔸فناوری MagNav با استفاده از ویژگی‌های مکانی میدان مغناطیسی زمین، امکان تخمین موقعیت هواپیما را فراهم می‌کند. SandboxAQ می‌گوید AQNav می‌تواند در محیط‌هایی مانند آب‌های آزاد، مناطق شهری و محیط‌های فاقد GPS به فعالیت خود ادامه دهد.

🔹نکته مهم این آزمایش، معماری software-first و hardware-agnostic نسخه جدید AQNav است. نرم‌افزار داده‌های حسگر را به صورت لحظه‌ای دریافت می‌کند، با استفاده از مدل‌های مبتنی بر فیزیک موقعیت را محاسبه می‌کند و می‌تواند روی زیرساخت پردازشی موجود پهپاد اجرا شود؛ بنابراین برای اجرای آن الزاماً به سخت‌افزار پردازشی اختصاصی دیگری نیاز نیست.

🔸این آزمایش بخشی از برنامه گسترده‌تر توسعه AQNav است. #SandboxAQ اعلام کرده که از سال ۲۰۲۳ این فناوری روی پلتفرم‌های مختلف نظامی، دولتی و تجاری، از جمله هواپیماهای C-17 Globemaster III و C-130J Super Hercules، آزمایش شده است.

🔹این شرکت همچنین در سه رزمایش نظامی بزرگ و برنامه Transition of Quantum Sensing متعلق به Defense Innovation Unit آمریکا مشارکت داشته است.

📎لینک خبر

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #حسگری_کوانتومی

🟠نخستین حسگر تصویربرداری SPAD جهان با قابلیت پردازش فوتون روی تراشه رونمایی شد

🔸 شرکت Singular Photonics از جدیدترین #حسگر_تصویربرداری خود با نام Litavis رونمایی کرد؛ Litavis یک سنسور تصویر SPAD (مخفف Single-Photon Avalanche Diode- نوعی آشکارساز فوق‌حساس برای تشخیص تک فوتون) می باشد که مبتنی بر فناوری CMOS است.

❗️نوآوری اصلی Litavis این است که برای نخستین بار، پردازش‌های تصویربرداری، زمان‌سنجی، هیستوگرام‌گیری و آمار فوتونی را به‌صورت درون‌پیکسلی و روی یک تراشه واحد ادغام کرده است.

🔹از نظر مشخصات فنی، Litavis توانایی شمارش فوتون با وضوح ۲۵۶×۲۵۶ پیکسل را در شرایط کم‌نور فراهم می‌کند و به‌طور موازی، رویدادهای فوتونی زمان‌مهرشده (Time-Stamped Photon Events) را روی یک شبکه ۶۴×۶۴ ماکروپیکسل (پیکسل بزرگ‌تر متشکل از چند پیکسل مجاور) تولید می‌کند که منجر به زمان‌سنجی فوتونی با دقت پیکوثانیه در کنار شمارش فوتون با وضوح کامل می‌شود.

🔸این سنسور همچنین از زمان‌سنجی چندرویدادی (زمان‌بندی جداگانه چند فوتون در یک چرخه تحریک) و هیستوگرام‌گیری درون‌پیکسلی پشتیبانی می‌کند و به همین دلیل برای کاربردهایی مانند تصویربرداری طول عمر فلورسانس، پراکندگی دینامیک نور و #حسگری_کوانتومی مناسب است.

🔹یکی از مزایای کلیدی Litavis، کاهش نیاز به سخت‌افزار پردازش خارجی است؛ زیرا با پردازش رویدادهای فوتونی مستقیماً روی تراشه، حجم داده خام که باید منتقل و پردازش شود به‌شدت کم می‌شود. این امر به تأخیر کمتر، بهبود بهره‌وری انرژی و تصمیم‌گیری سریع‌تر در سیستم‌های تصویربرداری آنی مقیاس‌پذیر منجر می‌شود.

🔸معماری نرم‌افزارمحور این سنسور به کاربران اجازه می‌دهد تا پارامترهای سنسور را بدون نیاز به طراحی سخت‌افزار جدید، به‌صورت پویا تغییر دهند؛ قابلیتی که چرخه توسعه را کوتاه‌تر و پیچیدگی سیستم را کمتر می‌کند.

🔹حالت‌های عملیاتی قابل‌تنظیم شامل پیکربندی‌های متعدد TCSPC (شمارش تک‌فوتونی همبسته با زمان) و TDC( مبدل زمان به دیجیتال) با ساعت داخلی یا خارجی، حالت‌های شمارش فوتون با دامنه دینامیکی بالا، تشخیص پنجره‌ای و مبتنی بر هم‌زمانی برای تحلیل‌های زمانی پیشرفته، و حالت‌های ترکیبی زمان‌مهرگذاری و تصویربرداری (Combined Timestamping and Imaging) است.

🔸این سنسور برای کاربردهای گسترده‌ای از جمله بینایی ماشین، رباتیک، هوش مصنوعی فیزیکی ( سیستم‌های هوش مصنوعی تعامل‌کننده با دنیای فیزیکی)، حس‌گری عمق (اندازه‌گیری فاصله تا اجسام)، طیف‌سنجی، تصویربرداری علمی و پزشکی، فناوری‌های کوانتومی و اتوماسیون صنعتی مناسب است.

🔹 شهیدا ایمانی، مدیرعامل شرکت، می‌گوید Litavis مزیت حساسیت SPAD را با انعطاف‌پذیری و مقیاس‌پذیری مورد نیاز تصویربرداری چندوجهی مدرن ترکیب کرده و پیش‌سفارش‌های قابل‌توجهی از سراسر جهان دریافت شده است. Litavis قرار است در نمایشگاه SPIE Sensors + Imaging در ادینبرو و سپس در نمایشگاه VISION در اشتوتگارت (بزرگ‌ترین نمایشگاه بینایی ماشین جهان) به‌نمایش گذاشته شود.

📎لینک خبر

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار

🟠کامپیوتر کوانتومی یون‌به‌دام‌افتاده بدون لیزر

🔸 مرکز پژوهشی Forschungszentrum Jülich آلمان در ۳ سپتامبر ۲۰۲۶ #کامپیوتر_کوانتومی جدیدی به نام JION را در مرکز ابررایانش Jülich راه‌اندازی کرد. این سامانه توسط شرکت آلمانی eleQtron و در قالب پروژه EPIQ توسعه یافته و قرار است مستقیماً در کنار زیرساخت ابررایانش Jülich مورد استفاده قرار گیرد.

🔹کیوبیت‌های JION از یون‌های ایتربیوم-۱۷۱ تشکیل شده‌اند که در خلأ و با میدان‌های الکترومغناطیسی به دام می‌افتند. بنابراین اساس فناوری همچنان همان رایانش کوانتومی #یون_به‌دام‌افتاده است؛ تفاوت اصلی در روش کنترل یون‌ها است.

🔸در رایانشگرهای یون‌به‌دام‌افتاده معمولی، لیزرهای بسیار پایدار و دقیق برای دستکاری حالت کوانتومی یون‌ها و ایجاد گیت‌های کوانتومی به کار می‌روند. این لیزرها باید به‌دقت هم‌راستا شوند و سیستم اپتیکی، لرزش و پایداری فرکانسی بالایی داشته باشد. افزایش تعداد یون‌ها نیز این پیچیدگی را بیشتر می‌کند. JION تلاش می‌کند بخش بزرگی از این پیچیدگی را با امواج مایکروویو جایگزین کند.

🔹فناوری کلیدی JION با نام MAGIC (Magnetic Gradient Induced Coupling) شناخته می‌شود. در این روش، یک گرادیان میدان مغناطیسی ایستا روی زنجیره یون‌ها اعمال می‌شود. به دلیل اثر زیمان، فرکانس تشدید یون‌ها کمی با یکدیگر متفاوت می‌شود و در نتیجه می‌توان هر یون را با فرکانس مایکروویو مخصوص خودش هدف قرار داد. در گزارش‌های مربوط به این سامانه، اختلاف فرکانسی یون‌های مجاور حدود ۳ تا ۵ MHz و فرکانس کاری مایکروویو حدود 12.64 GHz ذکر شده است.

🔸پروژه توسعه JION حدود ۲۱ میلیون یورو بودجه از ایالت نوردراین-وستفالن دریافت کرده است. هم‌زمان دو پروژه بزرگ دیگر نیز معرفی شده‌اند: پروژه SQALING برای توسعه پلتفرم‌های یون‌به‌دام‌افتاده مقیاس‌پذیر و پروژه Q-STAR.NRW برای توسعه یک رایانه کوانتومی نیمه‌رسانا با هدف رسیدن به حدود ۲۰۰ کیوبیت. هرکدام از این دو پروژه می‌توانند تا حدود ۲۵ میلیون یورو حمایت دریافت کنند.

📎لینک خبر

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #محاسبات_کوانتومی

🟠شرکت QuSecure، امنیت پساکوانتومی را برای ارتش ایالات متحده به نمایش گذاشت.

🔹شرکت #QuSecure در جریان رزمایش Project Convergence Capstone 6 (PCC6) ارتش #ایالات_متحده، موفق به نمایش عملیاتی سامانه رمزنگاری پساکوانتومی (PQC) خود به نام QuProtect R3 روی سامانه‌های تاکتیکی ارتش شد.

❗️این نمایش در شرایط میدانی واقعی و با حضور هزاران سرباز در مرکز آموزش ملی (NTC) در Fort Irwin انجام شد و در نتیجهٔ آن، این سامانه موفق به کسب سطح آمادگی فنی ۷ ( TRL-7) گردید.

⭐️سطح TRL-7 به معنای اثبات عملکرد موفق محصول در شرایط عملیاتی و گامی حیاتی برای ارائه آن به میدان جنگ محسوب می‌شود و بالاترین امتیاز ممکن در رده‌بندی راهنمای تحلیل راه‌حل‌های PQC محسوب می‌شود که اخیراً توسط ائتلاف رمزنگاری پساکوانتومی منتشر شده است.

🔸این دستاورد در حالی حاصل شده که آژانس‌های فدرال #آمریکا موظف به پیروی از ضرب‌الاجل‌های الزام‌آور فرمان اجرایی ۱۴۴۱۲ هستند که مهاجرت به رمزنگاری پساکوانتومی را تا سال‌های ۲۰۳۰ تا ۲۰۳۱ الزامی کرده است.

🔹سامانه QuProtect R3 فراتر از تأمین امنیت در برابر حملات رایانه‌های کوانتومی، قابلیت‌های کلیدی دیگری را نیز به نمایش گذاشت که شامل چابکی رمزنگاری (Cryptographic Agility) به معنای توانایی تغییر سریع الگوریتم‌ها و پارامترهای رمزنگاری بدون نیاز به تغییر زیرساخت، و کشف و موجودی‌گیری رمزنگاری (Cryptographic Discovery and Inventory) یعنی قابلیت شناسایی و مدیریت تمام دارایی‌های #رمزنگاری شده در شبکه برای مهاجرت سیستماتیک، می‌شود.

🔸این ویژگی‌ها به شبکه‌های تاکتیکی ارتش اجازه می‌دهد تا نه تنها در برابر تهدید "Q-Day" (اصطلاحی برای لحظه‌ای که رایانه‌های کوانتومی قادر به شکستن رمزهای رایج شوند) که احتمالاً تا ۲۰۲۹ رخ می‌دهد، مقاوم‌سازی شوند، بلکه امنیت فعلی خود را نیز در برابر حملات سایبری پیشرفته بهبود بخشند.

🔹موفقیت در PCC6 و کسب TRL-7 حاصل تقریباً دو سال کار توسعه‌ای نزدیک با مرکزC5ISR (مرکز فرماندهی، کنترل، ارتباطات، رایانه‌ها، سایبر، اطلاعات، نظارت و شناسایی) ارتش بوده است که در قالب برنامه تحقیقات نوآوری در کسب‌وکارهای کوچک (SBIR) انجام شده است.

🔸به گفته مقامات QuSecure، این موفقیت نشان می‌دهد که ارتش آمریکا منتظر نمانده و هم‌اکنون یک پلتفرم عملیاتی و اثبات‌شده برای شروع فرآیند مدرن‌سازی پروتکل TLS پروتکل اصلی تأمین امنیت ارتباطات اینترنتی) و مهاجرت به PQC در اختیار دارد و سایر اجزای وزارت جنگ و آژانس‌های فدرال نیز می‌توانند از این استقرار به عنوان یک مرجع عملی برای اقدامات مشابه خود استفاده کنند.

📎 لینک خبر

🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn


#اخبار #رمزنگاری_پساکوانتومی #نظامی #PQC