🟠معماری جدید و «تغییرشکل‌دهنده» تطبیق‌پذیری را به محاسبات کوانتومی فوتونی می‌آورد


🔹 پژوهشگران کالج امپریال لندن با همکاری سایر نهادها، معماری جدیدی به نام کلاوینا (Clavina) توسعه داده‌اند که محدودیت‌های دیرینه در #محاسبات_کوانتومی_فوتونیکی را برطرف می‌کند. این پلتفرم برنامه‌پذیر که جزئیات آن در Nature Photonics منتشر شده است، عملیات کوانتومی خطی و غیرخطی را در یک سیستم واحد ترکیب می‌کند و قابلیت‌های رایانه‌های کوانتومی نوری را گسترش می‌دهد.

🔸 سیستم‌های فوتونی سنتی معمولاً برای انجام یک وظیفه خاص طراحی می‌شوند و تطبیق آن‌ها با مسائل جدید نیازمند تغییرات اساسی در سخت‌افزار است. برای حل این چالش، پژوهشگران از پردازنده‌های رایانه‌های کلاسیک الهام گرفتند. معماری کلاوینا با استفاده از یک واحد کنترل مرکزی، اطلاعات را میان یک شبکه نوری برنامه‌پذیر و ماژول‌های تخصصی غیرخطی هدایت می‌کند؛ در نتیجه می‌توان بدون نیاز به طراحی مجدد کل سیستم، عملکردهای جدیدی به آن اضافه کرد.

❗️ برای آزمایش این پلتفرم، تیم پژوهشی از آن برای شبیه‌سازی مدل بوز-هابارد (Bose-Hubbard) استفاده کرد؛ مسئله‌ای شناخته‌شده در فیزیک ماده چگال که برهم‌کنش‌های میان ذرات کوانتومی را توصیف می‌کند. به گفته دکتر جین‌ژائو سان از دانشگاه کوئین مری لندن، این سخت‌افزار امکان ادغام عملیات خطی و غیرخطی را برای شبیه‌سازی برهم‌کنش‌های بس‌ذره‌ای فراهم می‌کند؛ چیزی که حتی در رایانه‌های کوانتومی ابررسانا نیز با محدودیت روبه‌رو است.

🔹 در گام بعدی، پژوهشگران روشی بسیار مطمئن‌تر برای تولید حالت‌های گوتسمن-کیتائف-پرسکیل (GKP) به نمایش گذاشتند که منبعی حیاتی برای #تصحیح_خطا محسوب می‌شوند. در روش‌های فوتونی پیشین، این حالت‌ها تنها به‌صورت احتمالی تولید می‌شدند، اما تولید پایدار و قابل‌اتکای آن‌ها در این معماری جدید، سد بزرگی را از مسیر کاربردی شدن این فناوری برمی‌دارد.

🔸 دکتر راج پاتل از کالج امپریال لندن تأکید می‌کند که این معماری اجازه تولید حالت‌های کوانتومی عجیبی مانند حالت‌های گربه شرودینگر و حالت‌های GKP را می‌دهد که برای محاسبات کوانتومی مقاوم به خطا ارزشمند هستند. همچنین، این عملیات غیرخطی یک مجموعه گیت جهان‌شمول در سطح فیزیکی فراهم می‌کنند که برای پیاده‌سازی کدهای تصحیح خطای بوزونی در آینده ضروری است.

🔹 یکی دیگر از مزایای اصلی این سیستم، انعطاف‌پذیری و ماژولار بودن آن است. یینگ دونگ از دانشگاه جیلیانگ چین توضیح می‌دهد که اکنون با قابلیت جابه‌جایی ماژول‌های عملکردی، یک مجموعه سخت‌افزار واحد می‌تواند بدون نیاز به بازطراحی، مسائل مربوط به گراف را حل کند، سیستم‌های کوانتومی را شبیه‌سازی کند و یا حالت‌های درهم‌تنیده بزرگ تولید کند.

🔸با بزرگ‌تر شدن مقیاس سیستم‌های کوانتومی، پلتفرم‌هایی مانند کلاوینا می‌توانند چارچوبی ایده‌آل برای توسعه پردازنده‌های فوتونی منطبق با چالش‌های محاسباتی جدید باشند

📎لینک خبر
‼️ لینک مقاله

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

#اخبار #محاسبات_کوانتومی_فوتونیکی