Quantum News

🟠دانشمندان برای اولین بار گرانش انیشتین را در دنیای کوانتومی مشاهده کردند

🔸برای بیش از یک قرن، فیزیکدانان با دو نظریهی بنیادین اما ناسازگار مواجه بوده‌اند:

🔻از یک سو، #مکانیک_کوانتومی که رفتار عجیب ذرات زیراتمی را با قوانین احتمالاتی و موجی توضیح میدهد (مثلاً یک الکترون میتواند همزمان در چند مکان باشد)

🔻 از سوی دیگر، نظریه‌ی نسبیت عام انیشتین که گرانش را نه یک نیروی معمولی، بلکه نتیجه‌ی انحنای فضا-زمان ناشی از جرم و انرژی میداند و حرکت سیارات، کهکشان‌ها و حتی سیاهچاله‌ها را با دقت خارق‌العاده‌ای پیشبینی میکند.

🔹مشکل اساسی اینجاست که این دو نظریه در قلمرویی که هر دو اهمیت دارند – مثلاً در سیاهچاله‌ها یا لحظه‌ی بیگ بَنگ – با یکدیگر در تضاد قرار میگیرند و فیزیکدانان هنوز راهی برای تلفیق آنها نیافته‌اند.

❓یکی از مهمترین پرسش‌ها این است که آیا اصلی‌ترین سنگ‌بنای #نظریه‌ی_گرانش_انیشتین، یعنی *#اصل_هم‌ارزی (Equivalence Principle) – که میگوید در حالت سقوط آزاد، گرانش به‌صورت موضعی حذف میشود* و فرد درون آسانسور در حال سقوط، بی‌وزنی را تجربه میکند – برای اجرام کوانتومی که همزمان میتوانند از چند مسیر عبور کنند نیز صادق است یا خیر؟

🔸حال، تیمی بین‌المللی به سرپرستی دانشگاه Ben-Gurion، اولم و آکسفورد، با همکاری سر راجر پنروز (فیزیکدان برنده‌ی نوبل)، برای نخستین‌بار توانسته‌اند این پرسش را به‌صورت تجربی پاسخ دهند. آنها با استفاده از ابرهایی از اتم‌های روبیدیم که تا نزدیکی صفر مطلق سرد شده بودند تا رفتار موجی آنها تشدید شود، آزمایشی ظریف روی یک تراشه‌ی اتمی – که شامل سیم‌های الکتریکی میکروسکوپی برای تولید میدان‌های مغناطیسی دقیق است – طراحی کردند.

🔹هسته‌ی فنی این آزمایش، دستگاهی به نام تداخل‌سنج کوانتومی گالیله (Quantum Galileo Interferometer بود. آنها با استفاده از پالس‌های مایکروویو، هر اتم را در حالت #برهمنهی_کوانتومی قرار دادند، یعنی هر اتم را وادار کردند که عملاً همزمان دو مسیر مجزا را طی کند (درست مانند موجی که از دو شکاف عبور میکند).

🔸سپس با اعمال میدان‌های مغناطیسی کنترل‌شده، یک شاخه از موج اتمی را دقیقاً در خلاف جهت گرانش نگه داشتند تا نسبت به زمین ساکن بماند، در حالی که شاخه‌ی دیگر با یک پالس مغناطیسی به سمت بالا پرتاب شد و سپس با تغییر حالت اتمی به گونه‌ای که از میدان مغناطیسی تأثیر نپذیرد، اجازه داده شد تا تحت گرانش، در یک مسیر بالستیک – مشابه حرکت یک توپ پس از پرتاب به هوا – سقوط آزاد کند.

🔹پس از این سقوط، آنها با یک پالس مغناطیسی دیگر، دو شاخه‌ی موج را دوباره به هم بازگردانده و باعث تداخل (Interference) آنها شدند. این تداخل به پژوهشگران اجازه داد تا اختلاف فاز کوانتومی بین دومسیر را با دقتی شگفت‌انگیز اندازه‌گیری کنند. نتیجه‌ی اندازه‌گیری دقیقاً با پیشبینی‌ای مطابقت داشت که از اعمال اصل هم‌ارزی انیشتین بر روی یک موج کوانتومی حاصل میشود.

❗️به عبارت ساده‌تر، آنها نشان دادند که حتی وقتی یک جسم کوانتومی (که همزمان در دو مسیر است) سقوط میکند، رفتار گرانشی آن دقیقاً همان چیزی است که انیشتین برای اجسام معمولی پیشبینی کرده بود.

🔸این اولین باری است که چنین آزمایشی در مقیاس کوانتومی انجام میشود و اهمیت آن فراتر از یک تأیید ساده است: این نتیجه نشان میدهد که اصل هم‌ارزی، که قلب نظریه‌ی گرانش است، در قلمرو کوانتوم نیز نقض نمیشود و بنابراین هر نظریه‌ی آینده برای تلفیق گرانش و مکانیک کوانتوم باید این سازگاری را بازتولید کند.

🔹اگرچه این کشف هنوز به معنای حل کامل معمای گرانش کوانتومی نیست، اما یک گام تجربی حیاتی است که به فیزیکدانان میگوید در مسیر درست جستوجو میکنند و مرز میان دو ستون بزرگ فیزیک مدرن را برای نخستین‌بار با دقت آزمایشگاهی روشن ساخته است.

📎لینک خبر
‼️لینک مقاله در Science Advances

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

#اخبار

🟠اسپارو کوانتوم رکورد تولید بیش از ۵۰۰ میلیون فوتون قابل‌استفاده در ثانیه را ثبت کرد

🔹شرکت #Sparrow_Quantum با همکاری دانشگاه روهر بوخوم، یک منبع تک‌فوتون قطعی (deterministic single-photon source) توسعه داده است که با نرخ ۱ گیگاهرتز، بیش از ۵۰۰ میلیون فوتون قابل‌استفاده در هر ثانیه را مستقیماً وارد فیبر نوری تک‌مد می‌کند؛ رقمی که به گفته پژوهشگران، بالاترین شار تک‌فوتونی گزارش‌شده تا امروز محسوب می‌شود. این سامانه در عین حال بازده فیبری بیش از ۵۰ درصد، خلوص بالای تک‌فوتون‌ها و تمایزناپذیری بالای دو فوتون را حفظ کرده است.

🔸اهمیت این دستاورد تنها به سرعت بالای تولید فوتون محدود نیست. سامانه‌های فوتونیکی کوانتومی برای پردازش و شبکه‌سازی به فوتون‌هایی نیاز دارند که تقریباً یکسان باشند و در زمان موردنیاز تولید شوند؛ در حالی که منابع احتمالی رایج با افزایش تعداد فوتون‌ها به یک گلوگاه جدی تبدیل می‌شوند، زیرا برای اجرای آزمایش‌های چندفوتونی باید همه فوتون‌ها به‌طور همزمان در دسترس باشند و اثر تلفات با افزایش تعداد آن‌ها به‌سرعت تشدید می‌شود.

❗️برخلاف بسیاری از گزارش‌های عملکرد منابع فوتونی، ارقام اعلام‌شده در این آزمایش پس از فیلترگذاری طیفی به دست نیامده‌اند و پژوهشگران کل تابش خروجی منبع را جمع‌آوری و حد پایین عملکرد را گزارش کرده‌اند. جریان تولیدشده بیش از ۱۰۰ پیکووات توان نوری دارد؛ مقداری که حتی با یک توان‌سنج نوری معمولی قابل اندازه‌گیری است و می‌تواند در کوتاه‌مدت برای #مترولوژی، ایجاد استاندارد شار فوتونی و کالیبراسیون آشکارسازهای تک‌فوتونی نیز کاربرد داشته باشد.

🔹این منبع تا حد فیزیکی ممکن تحت تحریک قرار گرفته است؛ به‌طوری‌که در فرکانس ۱ گیگاهرتز دیگر فضایی برای قرار دادن پالس اضافی میان پالس‌های موجود باقی نمی‌ماند. با وجود این نرخ بالا، کیفیت فوتون‌ها افت نکرده است. به گفته Peter Lodahl، بنیان‌گذار و مدیر ارشد کوانتومی Sparrow Quantum، این پیشرفت حاصل مهندسی منبع و جمع‌آوری تمام فوتون‌های تولیدشده بوده، بدون آنکه کیفیت خروجی قربانی افزایش نرخ تولید شود.

🔸افزایش شدید شار فوتونی می‌تواند اجرای آزمایش‌هایی را که تاکنون عمدتاً در حد طراحی نظری باقی مانده‌اند عملی‌تر کند. با تقسیم خروجی منبع میان ۱۰ کانال از طریق دمالتی‌پلکسینگ زمانی-فضایی (time-space demultiplexing)، همچنان ده‌ها میلیون فوتون در ثانیه به هر کانال می‌رسد؛ نرخی که برای آزمایش‌های ۱۰ فوتونی و تداخل حدود ۱۰ تا ۲۰ فوتون کافی ارزیابی شده و می‌تواند کاربردهایی در رایانش کوانتومی اپتیکی خطی، یادگیری ماشین تقویت‌شده با کوانتوم، توزیع کلید کوانتومی و #شبکه‌های_کوانتومی را تسهیل کند.

🔹با این حال، افزایش تعداد فوتون‌ها تنها بخشی از مسیر مقیاس‌پذیری سامانه‌های فوتونیکی است. گام مهم بعدی، ایجاد و کنترل درهم‌تنیدگی میان تعداد زیادی فوتون با همان سطح از کنترل و قابلیت اطمینان است؛ چالشی که Sparrow Quantum آن را مرحله بعدی توسعه سامانه‌های فوتونیکی بزرگ‌تر می‌داند.

📎لینک خبر
‼️لینک پیش چاپ مقاله

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

#اخبار #فوتونیک_کوانتومی

🟠ارتقاء امنیت کوانتومی در ماهواره‌ فعال قطر، بدون قطع سرویس

🔸شرکت‌های Arqit Quantum (ارائه‌دهنده راهکارهای رمزنگاری کوانتوم‑ایمن)، Es’hailSat (اپراتور ماهواره‌ای قطری) و AIEE (یکپارچه‌ساز سیستم‌های امن) با موفقیت نمایشی از پیاده سازی رمزگذاری امن در برابر تهدید رایانه های کوانتومی را بر روی زیرساخت عملیاتی ماهواره ای در قطر انجام دادند.

🔹در این پروژه، فناوری رمزگذاری شرکت Arqit، در محیط زنده ماهواره سهیل-۱ (Es'hail-1) در نقطه مداری ۲۵.۵/۲۶ درجه شرقی و همچنین در مرکز ارتباطات ماهواره ای تله پورت با گواهی سطح ۴ (Tier-4 Certified) در دوحه یکپارچه شد. گواهی Tier-4، بالاترین سطح اعتبار برای مراکز داده و تاسیسات زیرساختی در مقاومت به خطا است.

🔸هدف اصلی این همکاری، نشان دادن امکان افزودن لایه حفاظتی در برابر حملات رایانه های کوانتومی (که به حملات "اکنون جمع‌آوری کن، بعداً رمزگشایی کن نیز معروف هستند) به شبکه های وابسته به ماهواره، بدون ایجاد اختلال در سامانه ها، سرویس ها یا عملکرد عملیاتی بود.

🔹از منظر فنی، این آزمایش بر روی یک ماهواره عملیاتی و با استفاده از زیرساخت های موجود انجام شد تا مسیری عملی و مقرون به صرفه برای ارتقای امنیت ارتباطات حیاتی فراهم آورد. شرکت AIEE مسئولیت یکپارچه سازی سامانه ها و تست عملکرد هماهنگ (Interoperability Testing) بین بخش های زمینی و شبکه را بر عهده داشت.

❗️اهمیت این دست آورد در آن است که نشان می دهد میتوان محافظت رمزنگاری در برابر #تهدیدات_کوانتومی را بدون نیاز به بازسازی یا تعویض تجهیزات موجود و با حفظ تداوم عملیات (Operational Continuity)، به محیط های ماهواره ای که از بخش های حساسی مانند ادارات دولتی، انرژی، دریانوردی و زیرساخت های حیاتی پشتیبانی می کنند، اضافه کرد.

🔸به گفته مقامات شرکت کننده، این موفقیت، پایه ای برای استقرار آتی #ارتباطات_امن_کوانتومی در ماهواره ها، پشتیبانی از اتصال امن شرکت ها و تاب آوری ارتباطات مستقل (Sovereign Communications Resilience) فراهم می آورد.

📎لینک خبر

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

#اخبار #ارتباطات_کوانتومی #امنیت_کوانتومی

‼️ چهاردهمین 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 چهاردهمین جلسه عمومی خبرخوانی اطلس کوانتوم هستید.

▪️پنجشنبه ۱۹ شهریور ۱۴۰۵
▪️ساعت ۱۰:۳۰ تا ۱۱:۳۰
▪️به‌صورت آنلاین

📎لینک ورود به جلسه


🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗Website
🔗Telegram
🔗LinkedIn

🟠زانادو از نقشه راه فنی به‌روز‌شده خود رونمایی کرد که هدف آن دستیابی به بیش از ۱۰۰۰ کیوبیت منطقی تا سال ۲۰۳۱ است

🔹شرکت فوتونیک کوانتومی زانادو (Xanadu) #نقشه_راه به‌روزشده‌ای را برای دستیابی به رایانش کوانتومی مقاوم به خطا تا سال ۲۰۲۸-۲۰۲۹ و رسیدن به بیش از ۱۰۰۰ کیوبیت منطقی تا سال ۲۰۳۱ ترسیم کرده است.

🔸هسته اصلی این نقشه‌راه، کاهش تلفات فوتون (photon loss) به عنوان منبع اصلی خطا در معماری فوتونیک این شرکت است. شاخص کلیدی تلفات فوتون که در حال حاضر ۲۴.۱ برابر است، قرار است با بهبود در مواد، ساخت، بسته‌بندی و معماری سیستم، به ۱.۰ برابر تا سال ۲۰۳۰ کاهش یابد که این امر امکان تصحیح مؤثر خطاهای منطقی را فراهم می‌آورد.

🔹معماری مقاوم به خطای #زانادو بر روی رویکرد تصحیح خطای تودرتو (concatenated error-correction) مبتنی بر کدگذاری #GKP (Gottesman-Kitaev-Preskill، نوعی کد #تصحیح_خطای_کوانتومی برای حالت‌های پیوسته) و کدهای #qLDPC (کدهای چک‌پاریتی با چگالی کم کوانتومی، که برای کاهش هزینه‌های تصحیح خطا در سیستم‌های مقیاس‌پذیر طراحی شده‌اند) استوار است.

🔻با کاهش تلفات فیزیکی به زیر آستانه تصحیح خطا، نرخ خطای منطقی از حدود ۱۰⁻³ تا ۱۰⁻⁸ در سال ۲۰۲۸ به رقم بسیار پایین ۱۰⁻¹⁶ تا سال ۲۰۳۰ بهبود خواهد یافت. این پیشرفت، پایه‌گذار افزایش تعداد کیوبیت‌های منطقی قابل استفاده از ۲۰۰ عدد در سال ۲۰۲۹، به ۵۰۰ عدد در ۲۰۳۰ و نهایتاً بیش از ۱۰۰۰ عدد در ۲۰۳۱ خواهد بود.

🔸در راستای اجرای این نقشه‌راه، زانادو ساخت کارخانه کیوبیت (Qubit Factory) را در سال‌های ۲۰۲۶-۲۰۲۷ آغاز کرده و راه‌اندازی مرکز داده کوانتومی (quantum data center) خود را برای سال‌های ۲۰۲۹-۲۰۳۰ برنامه‌ریزی کرده است.

🔹همزمان با سخت‌افزار، زانادو پلتفرم نرم‌افزاری #متن‌ _باز خود به نام PennyLane را که به زبان پایتون نوشته شده، گسترش می‌دهد. این پلتفرم که توسط ۳۰.۸ درصد از توسعه‌دهندگان در نظرسنجی‌های اخیر استفاده شده و ماهانه حدود ۱.۱ میلیون بار نصب می‌شود، امکان ساخت برنامه‌های کوانتومی و اجرای آن‌ها بر روی شبیه‌سازها و پردازنده‌های سخت‌افزاری متنوع از جمله سیستم‌های ابررسانا، یون‌های به دام افتاده، اتم‌های خنثی و سیستم‌های فوتونیک را فراهم می‌کند.

🔸شرکت همچنین از منابع مالی قابل‌توجهی شامل ۳۱۲.۸ میلیون دلار وجه نقد، ۲۳۲.۸ میلیون دلار اعتبار باقیمانده از تسهیلات تأمین مالی با بازار (SATM) و حدود ۱۴۰.۲ میلیون دلار تأمین مالی دولتی #کانادا برای اجرای این نقشه‌راه برخوردار است.

📎لینک خبر

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

#اخبار #pennylane #فوتونیک_کوانتومی

🟠قبرس و یونان پیوند ماهواره‌ای ایمن کوانتومی برقرار کردند

🔹در تاریخ ۲ سپتامبر ۲۰۲۶، شرکت‌های اسپارکل (Sparkl) و هلاس سَت (Hellas Sat) اولین اتصال ماهواره‌ای امن کوانتومی را بین قبرس و یونان برقرار کردند. این پیوند، مرکز داده اسپارکل در Metamorfosi آتن را به زیرساخت‌های Hellas Sat در قبرس متصل می‌کند و مسافتی حدود ۷۲,۰۰۰ کیلومتر را از طریق سامانه ماهواره‌ای طی می‌کند.

🔸این مسافت شامل فرستادن داده از قبرس به ماهواره و سپس دریافت آن در یونان است. این آزمایش نشان‌دهنده اولین کاربرد این نوع خاص از #حفاظت_کوانتومی روی یک پیوند ماهواره‌ای میان دو کشور محسوب می‌شود.

🔹سیستم مورد استفاده، اتصال ایمن کوانتومی اسپارکل ( Sparkle QSI - Quantum Safe Interconnect) نام دارد که برای مقابله با تهدید «اکنون ذخیره کن، بعداً رمزگشایی کن» طراحی شده است. در این روش تهدید، مهاجمان داده‌های رمزگذاری‌شده را هم‌اکنون ذخیره می‌کنند تا در آینده با ظهور رایانه‌های کوانتومی قدرتمند، بتوانند رمز آن‌ها را بشکنند.

🔸سامانه QSI با ارسال امن داده و چرخش خودکار کلیدهای رمزنگاری در حین انتقال، از این آسیب‌پذیری جلوگیری می‌کند. از آنجایی که این راهکار مبتنی بر نرم‌افزار است، می‌توان آن را بر روی زیرساخت‌های شبکه و امنیتی موجود اعمال کرد و امکان ارتقاء تدریجی امنیت را بدون نیاز به تعویض کامل سامانه‌های فعلی فراهم می‌سازد.

🔹به گفته مقامات شرکت‌ها، این موفقیت گامی مهم در همکاری آن‌هاست و نشان می‌دهد که فناوری حفاظت کوانتومی را می‌توان در محیط‌های مختلف از جمله شبکه‌های زمینی و ماهواره‌ای به کار برد. Hellas Sat که دارای سه ماهواره زمین‌آهنگ (geostationary satellites) است و مجوز انحصاری از دولت‌های یونان و #قبرس برای موقعیت مداری ۳۹ درجه شرقی را در اختیار دارد، این امکان را برای کسب‌وکارهای فعال در مناطق صعب‌العبور و حساس فراهم می‌آورد.

🏅 اسپارکل #یونان نیز با داشتن چهار مرکز داده و سهم ۴۰ درصدی از بازار ابر و مراکز داده این کشور، زیرساخت لازم برای این اتصال پیشرفته را تأمین کرده است. این پیوند قبرس-یونان بر اساس آزمایش‌های قبلی انجام‌شده در سال ۲۰۲۶ در یونان ساخته شده و به حضور روزافزون این کشور در حوزه امنیت #مخابرات نسل‌آینده می‌افزاید.

📎لینک خبر

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

#اخبار #ارتباطات_کوانتومی #امنیت_کوانتومی

🟠 رونمایی IBM از پردازنده کوانتومی Nighthawk r2 با افزایش ۲۵ برابری سرعت مدار

🔹شرکت IBM درچند روز اخیر، جدیدترین #پردازنده_کوانتومی خود با نام Nighthawk r2 را معرفی کرده است که دارای ۱۲۰ کیوبیت برنامه‌پذیر است و تمرکز اصلی آن بر افزایش سرعت به‌جای افزایش تعداد کیوبیت‌هاست.

❗️این پردازنده با استفاده از سیستم بازنشانی سریع کیوبیت‌ها (fast qubit reset)، گلوگاه زمانی بین اجرای مدارهای متوالی را برطرف کرده و می‌تواند بیش از ۱۰۰٬۰۰۰ مدار کوانتومی را در ثانیه اجرا کند که ۲۵ برابر توان عملیاتی نسل قبلی (پردازنده‌های Heron) است.

🔸دستاورد اصلی فنی، جایگزینی روش «بازنشانی شرطی» (conditional reset) مبتنی بر اندازه‌گیری با «ابزار بازنشانی اتلافی» (dissipative reset gadget) است. در این روش، هر کیوبیت از طریق یک کوپلر قابل تنظیم به محیط سرد متصل می‌شود و با فعال‌سازی، انرژی اضافی به‌سرعت تخلیه می‌گردد؛ به‌گونه‌ای که زمان مؤثر آسایش کیوبیت (effective T1) از حدود ۲۰۰ میکروثانیه به ۲۵ نانوثانیه کاهش می‌یابد و فاصلهٔ بیکاری بین اجرای مدارها به کمتر از یک میکروثانیه می‌رسد.

🏅این بازنشانی مستقل و بدون اختلال در کیوبیت‌های مجاور انجام می‌شود که در طراحی شبکۀ مربعی با اتصال چهار همسایه برای هر کیوبیت، از اهمیت بالایی برخوردار است. پردازنده شامل ۱۲۰ کیوبیت برنامه‌پذیر، ۲۱۸ کوپلر اختصاصی و ۱۲۰ عنصر بازنشانی مجزاست که درمجموع ۴۵۸ عنصر فیزیکی کوانتومی را تشکیل می‌دهند و آن را پیچیده‌ترین پردازندهٔ تولیدی IBM معرفی کرده است.

🔹از نظر دقت، IBM اعلام کرده که عملکرد گیت‌ها در سطح پردازنده‌های Heron باقی مانده و خطای مقداردهی اولیه (initialization error) حدود ۲۵ برابر کاهش یافته است.

❗️به گفته IBM، این پردازنده توانسته برآوردهای دقیقی از مدارهای شامل بیش از ۷٬۵۰۰ گیت کوانتومی با استفاده از روش «تقویت خطای احتمالاتی» ارائه دهد و بدین‌ترتیب یکی از اهداف تعیین‌شده در نقشه راه توسعه کوانتومی IBM برای سال ۲۰۲۶ را محقق کند. همچنین در آزمایش‌های شبیه‌سازی طیف پراکندگی نوترون، زمان اجرا را ۱۲ برابر کاهش داده است.

🔸قابلیت بازنشانی درون‌مدار (in-circuit reset)، استفاده از کیوبیت‌های کمکی (ancilla qubits) را برای بررسی مکرر خطا در تحقیقات تصحیح خطای کوانتومی ممکن می‌سازد و از مدارهای دینامیک پشتیبانی می‌کند که در آنها نتایج اندازه‌گیری میانی، عملیات بعدی را تعیین می‌کنند.

🔹هرچند این پیشرفت گامی مهم در #نقشه_راه ۲۰۲۶ شرکت #IBM محسوب می‌شود، اما پردازنده هنوز مقاوم به خطا (fault-tolerant) نیست و کاربردهای تجاری گسترده‌ای را به‌تنهایی اثبات نمی‌کند؛ بلکه یک بستر آزمایشی برای عملیات پیشرفتهٔ تصحیح‌شده و کاهش یکی از محدودیت‌های مهندسی در مسیر #محاسبات_کوانتومی مقیاس‌پذیر است.

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

#اخبار #کیوبیت_ابررسانا #سخت‌افزار_کوانتومی #Nighthawk

🟠دیکودر تصحیح خطای کوانتومی روی لپ‌تاپ، محاسبات در مقیاس MegaQuOp را بدون تأخیر چشمگیر مدیریت کرد

🔸 محققان شرکت #IonQ در پژوهشی که به صورت پیش چاپ در آرکایو منتشر شده نشان داده‌اند که یک لپ‌تاپ معمولی (از نوع مک‌بوک پرو با تراشهٔ M4 Max) می‌تواند از پس سنگین‌ترین بخش یک کامپیوتر کوانتومی بزرگ، یعنی مدیریت فرایند تصحیح خطا، بربیاید.

🔹در کامپیوترهای کوانتومی، به خاطر نویز، اطلاعات به راحتی خراب می‌شود، بنابراین باید دائماً خطاها را شناسایی و اصلاح کرد. این کار بر عهدهٔ بخشی به نام #دیکودر یا رمزگشا است که داده‌های خطا را پردازش می‌کند.

🔸آنها سیستمی را شبیه‌سازی کردند که در آن یک ماشین کوانتومی فرضی، بیش از یک میلیون عملیات پیچیده را روی ۴۰۸ #کیوبیت_منطقی اجرا می‌کند. این شبیه‌سازی روی معماری #یون‌_به‌دام‌افتاده که یکی از روش‌های ساخت کامپیوتر کوانتومی است، انجام شد، اما هنوز روی سخت‌افزار واقعی تست نشده است.

❗️نتیجهٔ جالب این بود که دیکودر نرم‌افزاری روی لپ‌تاپ، با سرعتی نزدیک به سرعت خود ماشین کوانتومی کار می‌کرد و باعث تأخیر قابل‌توجهی نمی‌شد. وقتی نرخ خطا در گیت‌های دو-کیوبیتی برابر ۰٫۰۱٪ بود، دیکودر کمتر از ۰٫۳٪ به زمان کل محاسبه اضافه کرد. حتی وقتی نرخ خطا به ۰٫۰۵٪ رسید، این تأخیر زیر ۱۲٪ ماند. به این مقدار تأخیر، کشش (Stretch) می‌گویند و نشان می‌دهد که ماشین کوانتومی چقدر باید منتظر بماند.

🔹برای اینکه کارایی بیشتری داشته باشند، محققان روشی به کار بردند که حافظهٔ مصرفی دیکودر را بیش از ۱۰ برابر کاهش می‌داد و اجازه می‌داد چندین پردازش هم‌زمان انجام شود. آنها سه نوع محاسبهٔ متفاوت را تست کردند تا مطمئن شوند دیکودر فقط برای یک کار خاص بهینه نشده است.

🔸البته این پژوهش محدودیت‌هایی هم دارد. شبیه‌سازی فرض کرده که هر بار جمع‌آوری اطلاعات خطا بین ۱ تا ۵ میلی‌ثانیه طول می‌کشد (که برای سیستم‌های یون‌به‌دام‌افتاده منطقی است)، اما سخت‌افزار واقعی ممکن است نویزهای پیش‌بینی‌نشده‌تری داشته باشد. همچنین در موارد بسیار نادر، ممکن است دیکودر در تشخیص الگوی خطا شکست بخورد و مجبور شود کل محاسبه را از نو شروع کند.

🏅به‌طور کلی، این خبر نویدبخش است چون نشان می‌دهد برای ساخت نسل اول ماشین‌های کوانتومی با مقیاس عملیاتی MegaQuOp (یعنی ماشینی با حدود یک میلیون عمل منطقیِ تصحیح‌شده‌ از خطا)، نیازی به سخت‌افزار کلاسیک عجیب و گران‌قیمتی برای تصحیح خطا نیست و شاید همان پردازندهٔ لپ‌تاپ شما هم از پس آن بربیاید.

📎لینک خبر
‼️لینک پیش‌چاپ مقاله

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

#اخبار #تصحیح_خطای_کوانتومی

🟠 توزیع کلید کوانتومی در یک شبکه ترکیبی هوا و فیبر تا مسافت ۱۸ کیلومتر با موفقیت آزمایش شد

🔸 پژوهشگران در #ایتالیا برای نخستین بار در این آزمایش، توزیع کلید کوانتومی را در یک مسیر ترکیبی شامل ۱۸ کیلومتر انتشار آزاد در هوا و سپس فیبر نوری به‌صورت میدانی آزمایش کردند. اهمیت کار در این است که شبکه‌های کوانتومی آینده احتمالاً نمی‌توانند فقط به یک نوع بستر ارتباطی متکی باشند و باید بتوانند میان فیبر نوری، لینک‌های هوایی و در نهایت لینک‌های ماهواره‌ای جابه‌جا شوند.

🔹در این آزمایش، فرستنده‌ای در منطقه Colli Euganei در شمال‌شرقی ایتالیا، سیگنال کوانتومی را از طریق یک لینک نوری آزاد به طول ۱۸ کیلومتر به یک ایستگاه زمینی نوری در دانشگاه پادوا ارسال کرد. سپس سیگنال وارد یک فیبر نوری تک‌مد شد و حدود ۵۰۰ متر دیگر تا گیرنده QKD حرکت کرد. بنابراین مسیر ارتباطی عملاً از دو محیط کاملاً متفاوت تشکیل شده بود: ابتدا فضای آزاد و سپس فیبر نوری.

🔸چالش اصلی بخش هوایی، تلاطم جوی بود. تغییرات دما و چگالی هوا باعث می‌شود ضریب شکست هوا در طول مسیر تغییر کند و در نتیجه پرتو لیزر دچار تغییر مسیر، پراکندگی و نوسان شود. این مسئله برای QKD بسیار مهم است، زیرا آشکارسازی فوتون‌های بسیار ضعیف باید در مسیر دقیق نوری انجام شود. پژوهشگران برای مقابله با این مشکل از اپتیک تطبیقی (Adaptive Optics) استفاده کردند؛ مجموعه‌ای از تجهیزات که شکل یا جهت جبهه موج نور را به‌صورت لحظه‌ای اصلاح می‌کند تا پرتو پس از عبور از جو همچنان به‌درستی وارد گیرنده شود.

🔹سامانه در این آزمایش توانست با وجود افت کل کانال حدود ۳۰ دسی‌بل، کلیدهای رمزنگاری تولید کند. افت ۳۰ دسی‌بل به این معناست که تنها حدود یک‌هزارم توان نوری اولیه در نهایت باقی می‌ماند. با استفاده از آشکارسازهای ابررسانای با بازده بالا، نرخ متوسط تولید کلید امن حدود ۱۰۰۰ بیت بر ثانیه بود؛ در حالی که با آشکارسازهای فشرده و دمای اتاق، این نرخ به حدود ۲۰۰ بیت بر ثانیه رسید. این مقایسه اهمیت زیادی دارد، زیرا آشکارسازهای ابررسانا عملکرد بالاتری دارند، اما به تجهیزات سرمایشی پیچیده نیاز دارند؛ در مقابل، آشکارسازهای دمای اتاق برای استقرار عملی بسیار ساده‌تر هستند.

🔸این آزمایش همچنین از تجهیزات تجاری QKD مبتنی بر پروتکل BB84 در طول موج مخابراتی حدود ۱۵۶۵٫۵ نانومتر استفاده کرد. بنابراین پژوهشگران مجبور نبودند یک سامانه کاملاً اختصاصی برای لینک هوایی بسازند؛ بلکه نشان دادند تجهیزات QKD که اساساً برای شبکه‌های فیبر نوری طراحی شده‌اند، می‌توانند با اضافه شدن یک بخش نوری هوایی و سامانه اپتیک تطبیقی، در یک شبکه ترکیبی نیز مورد استفاده قرار گیرند. این ویژگی از نظر توسعه #شبکه‌_کوانتومی عملی اهمیت دارد، زیرا می‌تواند نیاز به طراحی تجهیزات کاملاً متفاوت برای هر نوع لینک را کاهش دهد.

📎لینک خبر

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


#اخبار #ارتباطات_کوانتومی #توزیع_کلید_کوانتومی

🟠کاهش چشمگیر کیوبیت‌های فیزیکی در تصحیح خطای کوانتومی هم‌زمان با انجام محاسبه

🔹شرکت فوتونیک (Photonic) نتایج مقاله خود پیرامون کدهای تصحیح خطای کوانتومی SHYPS با عنوان «محاسبات کارآمد در کدهای QLDPC» را در ژورنال معتبر Nature Communications منتشر کرد. این کدهای بررسی توازن کم‌تراکم کوانتومی(QLDPC) امکان اجرای برنامه‌های بزرگ‌تر را روی سیستم‌های کوچک‌تر فراهم کرده و مسیر دستیابی به رایانه‌های کوانتومی تجاری را تسریع می‌کنند.

❗️مهمترین دستاورد فنی، توانایی انجام محاسبه‌ی کوانتومی مستقیم (بدون نیاز به ترجمه به کدهای دیگر) همزمان با تصحیح خطا در همان ساختار کد است؛ این ویژگی تحت عنوان "محاسبات منطقی کارآمد" شناخته میشود که پیشتر تنها در حد تئوری مطرح بود.

🔸کدهای SHYPS (مخفف Subsystem Hypergraph Product Simplex) برای معماری‌های با اتصال‌پذیری بالا (high-connectivity) طراحی شده‌اند، مانند معماری اختصاصی شرکت فوتونیک به نام Entanglement First که در آن کیوبیت‌ها از طریق درهمتنیدگی نوری به هم متصل میشوند.

🔹در این معماری، کدهای SHYPS میتوانند با تعداد بسیار کمتری کیوبیت فیزیکی نسبت به روش کدهای سطحی – که رایج‌ترین روش تصحیح خطا هستند – کار کنند. به عنوان مثال، در اندازه‌های کد آزمایش‌شده، این کاهش به‌صورت معناداری گزارش شده است. همچنین از نظر زمان پردازش (logical clock time) و کارایی عملیاتی، این کدها قابل رقابت با کدهای سطحی ارزیابی شده‌اند.


🔸به گفته دکتر استفانی سیمونز (Dr. Stephanie Simmons)، مدیر ارشد کوانتوم فوتونیک، این نخستین خانواده از کدهای QLDPC است که علاوه بر ذخیره اطلاعات، قادر به انجام کارآمد عملیات منطقی و محاسباتی با تعداد بسیار کمتری از کیوبیت‌ها است. او تأکید کرد که منطق کارآمد QLDPC دیگر یک وعده نظری نیست، بلکه یک نتیجه اثبات‌شده است که گفتمان این صنعت را تغییر داده و پیامدهای واقعی برای معماری‌ها و زمان‌بندی‌های توسعه فناوری کوانتومی دارد.

🔹تصحیح خطا همواره یکی از چالش‌های اصلی پیش روی شرکت‌های #محاسبات_کوانتومی بوده است. دستاورد اخیر فوتونیک با عملی کردن وعده چند دهه‌ای کدهای #QLDPC، استاندارد جدیدی در این صنعت بنا نهاده است که مزایای واقعی و ملموسی را برای معماری‌های کوانتومیِ قادر به اجرای این نوع کدها به ارمغان می‌آورد.

📎 لینک خبر
❗️لینک مقاله در Nature Communication
🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #تصحیح_خطای_کوانتومی

‼️ سیزدهمین 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 سیزدهمین جلسه عمومی خبرخوانی اطلس کوانتوم هستید.

▪️پنجشنبه ۱۲ شهریور ۱۴۰۵
▪️ساعت ۱۰:۳۰ تا ۱۱:۳۰
▪️به‌صورت آنلاین

📎لینک ورود به جلسه


🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗Website
🔗Telegram
🔗LinkedIn

🟠شرکت Q-CTRL در یک آزمایش میدانی دریایی، ناوبری گرانشی کوانتومی بدون نیاز به GPS را به نمایش گذاشت

‼️شرکت Q-CTRL در یک آزمایش میدانی دریایی در دریای مرجان (Coral Sea) در سواحل شرقی #استرالیا، برای اولین بار موفق به ناوبری یک شناور بدون استفاده از جی‌پی‌اس (GPS) با استفاده از یک #گرانی‌سنج_کوانتومی (quantum gravimeter) شد.

🔹این سیستم که Ironstone Opal نام دارد، با نقشه‌برداری از میدان گرانش زمین و تطبیق آن با نقشه‌های از پیش ذخیره شده، توانست دقت موقعیت‌یابی را در محدوده یک مایل دریایی حفظ کند.

🔸این فناوری ناوبری غیرفعال (passive navigation) که به هیچ سیگنال خارجی متکی نیست، در برابر حملات پارازیت‌اندازی (jamming) و فریب‌دهی (spoofing) که علیه سیستم‌های جی‌پی‌اس انجام می‌شوند، مقاوم است.

🔹هسته فنی این سیستم، #حسگرهای_کوانتومی مقاوم‌سازی‌شده با نرم‌افزار هستند که از قوانین اتمی برای اندازه‌گیری پیوسته تغییرات ریز و نامرئی میدان گرانش زمین استفاده می‌کنند. این تغییرات که به صورت «تپه‌ها و دره‌های» گرانشی توصیف می‌شوند، مانند اثر انگشتی منحصربه‌فرد برای هر مکان عمل می‌کنند.

🔸نرم‌افزار مبتنی بر #هوش_مصنوعی شرکت #Q_CTRL، حسگر را تثبیت می‌کند و به آن امکان می‌دهد تا در شرایط دریای مواج بدون نیاز به تجهیزات ویژه پایدارکننده کننده حرکت، کنترل دما یا کالیبراسیون مجدد مکرر (frequent recalibration) به کار خود ادامه دهد. در این آزمایش، سیستم به سادگی در یک کابین مسافری نصب و به‌طور خودکار اجرا شد.

❗️دستاورد اصلی این آزمایش، ارائه یک راهکار عملی برای مفهوم «ناوبری گرانی‌سنجی» (GravNav) است که دهه‌ها پیش مطرح شده بود، اما تاکنون هیچ نمایش عملیاتی از آن که بدون نیاز به سیگنال جی‌پی‌اس، کالیبراسیون دوره‌ای یا زیرساخت نصب ویژه باشد، ارائه نشده بود.این سیستم با ارائه یک «اصلاح» مستمر، عملکرد سیستم ناوبری اینرسی (inertial navigation system - INS) را بهبود می‌بخشد و از انحراف تدریجی آن در طول زمان جلوگیری می‌کند.

🔹به گفته‌ی Q-CTRL، فناوری #گرانی‌‌سنجی_کوانتومی برای کاربردهای دریایی به دلیل در دسترس بودن گسترده‌تر نقشه‌های گرانشی در دریا و همچنین ملاحظات فنی، بسیار مناسب است و می‌تواند به عنوان یک پشتیبان مطمئن و غیرقابل اختلال برای جی‌پی‌اس عمل کند.

📎 لینک خبر

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

#اخبار #حسگری_کوانتومی #گرانی‌سنج_کوانتومی

🟠سهام شرکت پاسکال در نخستین روز معاملاتی نزدک با جهش حدود دوبرابری مواجه شد؛ ارزش شرکت به ۲ میلیارد دلار رسید

🔹شرکت فرانسوی #پاسکال (Pasqal)، فعال در حوزه #محاسبات_کوانتومی، در اولین روز معاملاتی خود در بورس نزدک (Nasdaq) با جهش ۹۵.۲ درصدی قیمت سهام مواجه شد و هر سهم آن به ۱۹.۱۱ دلار رسید. این شرکت از طریق ادغام با شرکت اسپک (SPAC) به نام Bleichroeder Acquisition Corp. II وارد بازار شد و حدود ۳۶۰ میلیون دلار سرمایه نقدی جذب کرد.

🔸ارزش این شرکت در این معامله حدود ۲ میلیارد دلار برآورد شده است. پاسکال قصد دارد از این سرمایه برای افزایش تولید و استقرار واحدهای پردازش کوانتومی (QPU)، گسترش عملیات تجاری بین‌المللی و پیشبرد توسعه محاسبات کوانتومی مقاوم به خطا استفاده کند.

🔹فناوری اصلی پاسکال بر پایه #اتم‌_خنثی است که با استفاده از لیزرها، اتم‌های منفرد را به عنوان کیوبیت مهار و کنترل می‌کند. سیستم‌های این شرکت در محیط‌های استاندارد دیتاسنتر قابل اجرا هستند و هم از کاربردهای محاسبات کوانتویمی آنالوگ فعلی و هم از مسیر بلندمدت توسعه ماشین‌های تصحیح‌شده از خطا (Error-Corrected ) پشتیبانی می‌کنند.

🔸پاسکال تاکنون هفت پردازنده کوانتومی مستقر کرده و سه مورد دیگر در دست تولید دارد و ماشین‌های آن از طریق سرویس‌های ابری در دسترس هستند. از نظر همکاری‌های بین‌المللی، چهار سیستم پاسکال در مراکز ابررایانه‌های ملی در فرانسه، آلمان، ایتالیا و کانادا نصب شده است.

❗️یکی از مشتریان این شرکت، آرامکو عربستان است که از این فناوری برای مدل‌سازی مخازن نفت و گاز زیرزمینی استفاده می‌کنند. درآمد پاسکال در سال ۲۰۲۵ معادل ۱۹ میلیون دلار (۱۶.۵ میلیون یورو) گزارش شده، اما شرکت همچنان سودده نیست.

🔹آلن اسپه (Alain Aspect)، برنده جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۲ از بنیان‌گذاران پاسکال است که تحقیقات او در زمینه درهم‌تنیدگی کوانتومی و مهار اتم‌ها با لیزر، بخشی از بنیان علمی این فناوری را تشکیل داده است. مدیرعامل شرکت، این روز را نقطه شتاب‌گیری خواند و تأکید کرد که هدف، حرکت از علم بنیادین به استقرار در مقیاس صنعتی است.

📎لینک خبر

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

#اخبار #بورس #صنعت_کوانتوم

🟠وزارت خزانه‌داری آمریکا با همکاری بخش خصوصی، «گروه ویژه آمادگی کوانتومی» را برای گذار امنیت مالی به رمزنگاری پساکوانتوم راه‌اندازی کرد

🔹وزارت خزانه‌داری #ایالات_متحده هفته گذشته (24 اوت) با راه‌اندازی «گروه ویژه آمادگی کوانتومی» (Quantum-Readiness Task Force) گامی عملی در جهت هماهنگ‌سازی بخش مالی برای گذار به رمزنگاری پساکوانتومی (PQC) برداشته است.

🔸این ابتکار عمومی-خصوصی، که بر اساس فرمان اجرایی ترامپ (Executive Order 14412) و نقشه راه گروه کارشناسان سایبری G7 شکل گرفته، سه جریان کاری اصلی را دنبال میکند: همسوسازی بخشی و انتقال PQC، آمادگی اشخاص ثالث و تأمین‌کنندگان، و ریسک‌های مرتبط با دارایی‌های دیجیتال و فناوری‌های نوظهور.

🔹هدف اصلی، جلوگیری از آسیب‌پذیری سیستم‌های مالی در برابر رایانه‌های کوانتومی آینده است که توانایی شکستن الگوریتم‌های رایج #رمزنگاری مانند RSA و ECC را دارند؛ چراکه این الگوریتمها بر پایه سختی محاسباتی مسئله فاکتورگیری یا لگاریتم گسسته استوارند، در حالی که الگوریتم شور در رایانه کوانتومی میتواند آنها را در زمان چندجمله‌ای بشکند.

🔸گروه ویژه با مشارکت نهادهای دولتی، مؤسسات مالی، اپراتورهای زیرساخت بازار و ارائه‌دهندگان فناوری، بر مفاهیم کلیدی فنی مانند چابکی رمزنگاری – یعنی قابلیت جایگزینی سریع الگوریتمها بدون اختلال در سیستم – و همکاری پذیری میان سیستم‌های مختلف تأکید دارد.

🔹همچنین، تاب‌آوری عملیاتی در برابر حملات «اکنون جمع‌آوری کن، بعداً رمزگشایی کن» (SNDL) که در آن مهاجمان داده‌های رمزگذاری‌شده را ذخیره کرده و پس از دسترسی به رایانه کوانتومی قدرتمند، آنها را افشا میکنند، از اولویتهای این گروه است.

❗️طبق بیانیه مقامات، گذار به PQC نه یک اقدام پیشگیرانه صرف، بلکه یک «کنترل ریسک حال حاضر» تلقی میشود، زیرا وابستگی‌های حیاتی میان بازیگران اکوسیستم مالی و چالشهای پیاده‌سازی الگوریتم‌های مقاوم به کوانتوم نیازمند برنامه‌ریزی منسجم و مبتنی بر ریسک است تا امنیت اقتصادی و ملی آمریکا در عصر محاسبات کوانتومی حفظ شود.

📎لینک خبر

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

#اخبار #سیاست_گذاری #امنیت_کوانتومی #رمزنگاری_پساکوانتومی #PQC

🟠تراشه Sizhen حالت‌های کوانتومی فوتونی چند کیوبیتی را روی تراشه سیلیکونی نشان می‌دهد

🔹شرکت استارتاپ چینی Hefei SizhenChip Technology به همراه تیم پروفسور Ren Xifeng از دانشگاه علم و صنعت #چین (USTC)، در یک پژوهش پیشگامانه، موفق به پیاده‌سازی یک معماری محاسبات کوانتومی مبتنی بر اندازه‌گیری (Measurement-Based Quantum Computing - MBQC) با ۱۶ کیوبیت روی یک تراشه فوتونیکی سیلیکونی شده‌اند.

🔸این دستاورد، با استفاده از یک تراشه قابل برنامه‌ریزی مبتنی بر بستر سیلیکون-بر-عایق (SOI) و بهره‌گیری از رمزگذاری با ابعاد بالا در درجات آزادی مسیر، چالش اساسی کاهش نمایی بازده هم‌رویدادی (coincidence-rate loss) در درهم‌تنیده‌سازی چندین منبع فوتونی منفرد را برطرف کرده است.

🔹در این روش، هر فوتون از طریق ۱۶ مسیر موجبری متفاوت هدایت می‌شود تا یک کیودیت (qudit) با سطح ۴ (که معادل ۴ کیوبیت اطلاعات کوانتومی است) را حمل کند. این معماری ۴-فوتونی و ۱۶-کیوبیتی، وابستگی به برهم‌کنش‌های احتمالاتی چند-فوتونی را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

🏅هسته فنی این تراشه، استفاده از چهار لایه اندازه‌گیری قابل برنامه‌ریزی شامل آرایه‌ای از تداخل‌سنج‌های ماخ-زندر و تغییردهنده‌های فاز ترمو-اپتیکی است که اندازه‌گیری‌های تطبیقی روی تک‌کیوبیت‌ها را با استفاده از حلقه‌های بازخورد کلاسیک هم‌زمان ممکن می‌سازند. با این رویکرد، تیم موفق به تولید دو نوع حالت گرافی کلیدی شد:
▫️ یک حالت GHZ با ۴ فوتون و ۱۶ کیوبیت
▫️یک حالت خوشه‌ای با ۱ فوتون و ۴ کیوبیت

🔸تیم پژوهشی با آزمون‌های گواه درهم‌تنیدگی (entanglement witnessing)، وجود درهم‌تنیدگی واقعی و چندبخشی (genuine multipartite entanglement) را برای ۱۰ کیوبیت کدگذاری شده تایید کرده است. این دستاورد به عنوان بزرگ‌ترین حالت درهم‌تنیده نشان‌داده‌شده روی یک تراشه نوری کوانتومی تا به امروز محسوب می‌شود.

🔹در یک آزمایش مجزا، تیم از حالت خوشه‌ای ۴-کیوبیتی برای اجرای الگوریتم جستجوی گروور روی تراشه استفاده کردند که به میانگین احتمال شناسایی ۹۸٫۷ درصد در میان چهار هدف جستجو دست یافت. این میزان عملکرد، به طور قابل توجهی بهتر از بهترین شاخص قبلی برای معماری MBQC روی تراشه با ۴ کیوبیت (که توسط دانشگاه اشتوتگارت با ۸۰٫۸ درصد ثبت شده بود) است.

🔸شایان ذکر است که اگرچه این رویکرد با فشرده‌سازی اطلاعات در ابعاد بالا، تنگنای هم‌رویدادی چند-فوتونی را برطرف می‌کند، اما جریمه از دست رفتن فوتون را افزایش می‌دهد، به طوری که از دست دادن یک فوتون منجر به از بین رفتن اطلاعات ۴ کیوبیت به طور همزمان می‌شود.

‼️با وجود اینکه این پژوهش به صورت پیش چاپ منتشرشده و نیاز به تأیید نهایی در فرآیند داوری (peer review) دارد، اما این موفقیت، یک گام اساسی در سطح مؤلفه برای معماری‌های محاسبات کوانتومی مبتنی بر فیوژن* (Fusion-Based Quantum Computing - FBQC) محسوب می‌شود و به گفته شرکت Sizhen Chip، مسیر ساخت رایانه‌های نوری کوانتومی با مقیاس میلیون‌ها کیوبیت را هموار می‌سازد.

📎لینک خبر

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

#اخبار #محاسبات_کوانتومی #فوتونیک_کوانتومی

🟠عملیاتی شدن اولین کامپیوتر کوانتومی اتم خنثی تمام‌استک در ژاپن

🔹 مؤسسه علوم مولکولی #ژاپن (IMS) در تاریخ ۲۴ اوت ۲۰۲۶ از آغاز به کار اولین #کامپیوتر_کوانتومی اتم خنثی تمام‌استک (full-stack) این کشور با نام «Shunkai» خبر داد. این سیستم که توسط تیمی به رهبری پروفسور کنجی اوموری (Kenji Ohmori) و تحت برنامه تحقیق و توسعه Moonshot ژاپن توسعه یافته، هم‌اکنون کاملاً عملیاتی است.

🔸 این پلتفرم از اتم‌های خنثیِ کنترل‌شده با لیزر به عنوان #کیوبیت استفاده می‌کند. رویکرد #اتم_خنثی به دلیل ویژگی‌های استثنایی نظیر عملکرد در دمای اتاق بدون نیاز به یخچال، توانایی ایجاد درهم‌تنیدگی با جابه‌جایی اتم‌ها در طول محاسبات، بهینه‌سازی منعطف، افزایش نسبتاً آسان تعداد کیوبیت‌ها و طول عمر بالای اطلاعات کوانتومی، به عنوان یک روش پیشگامانه مورد توجه جهانی قرار گرفته است.

🔹 معماری تمام-استک به سیستمی گفته میشود که تمام لایه‌های نرم‌افزاری و سخت‌افزاری، از ورودی کاربر تا خروجی محاسبات، را یکپارچه کرده است (مشابه رایانه‌های شخصی یا ابررایانه‌ها). در توسعه این رایانه، مؤسسه IMS با شرکت Hitachi برای پشته نرم‌افزاری و با شرکت #Infleqtion برای واحد پردازش کوانتومی (#QPU) همکاری کرده است. در این معماری، کیوبیت‌های اتمی توسط «انبرک‌های نوری» در یک آرایه به دام افتاده و با استفاده از لیزر یا پالس‌های مایکروویو کنترل می‌شوند، در حالی که نتایج محاسبات با مشاهده فلورسانس هر اتم توسط دوربین خوانده می‌شود.

❗️ نام «Shunkai» از هارومی شیبوکاوا (Harumi Shibukawa)، ستاره‌شناس دوره ادو و پایه‌گذار اولین تقویم بومی ژاپن الهام گرفته شده است تا نمادی از دقت بالا در کنترل حالت‌های کوانتومی در «کره بلاخ» باشد. این سیستم در مرحله اولیه با حدود ۵۰ کیوبیت آغاز به کار کرده و مقیاس آن به زودی به ۵۰۰ کیوبیت ارتقا خواهد یافت تا برای توسعه برنامه‌های کاربردی و بهبود فرآیند تصحیح خطا، در دسترس محققان خارجی قرار گیرد.

🔸 در فاز دوم این پروژه که از آوریل ۲۰۲۶ آغاز شده است، تیم تحقیقاتی قصد دارد تا پایان مارس ۲۰۳۱ این پلتفرم را به یک کامپیوتر کوانتومی مقاوم در برابر خطا با ۱۰,۰۰۰ کیوبیت فیزیکی گسترش دهد. این سیستم مقیاس‌پذیر به قابلیت‌های پیشرفته تشخیص و #تصحیح_خطا مجهز خواهد شد و با ارائه دسترسی به کاربران خارجی، انتظار می‌رود تحولات گسترده‌ای را در حوزه‌های صنعت، دانشگاه و دولت رقم بزند.

📎لینک خبر

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

#اخبار

‼️ دوازدهمین 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 دوازدهمین جلسه عمومی خبرخوانی اطلس کوانتوم هستید.

▪️پنجشنبه 5 شهریور ۱۴۰۵
▪️ساعت ۱۰:۳۰ تا ۱۱:۳۰
▪️به‌صورت آنلاین

📎 لینک ورود به جلسه


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

🟠نخستین اندازه‌گیری مستقیم طیف انرژی نظریه‌های میدان همدیس در شبیه‌سازهای کوانتومی

🔹گروهی از فیزیکدانان به رهبری «مانوئل اندرس» از مؤسسهٔ فناوری کالیفرنیا و «جیسون آلیسا» از دانشگاه کالیفرنیا، سانتا باربارا، برای نخستین بار موفق به اندازه‌گیری مستقیم سطوح انرژی در #ماده_کوانتومی مصنوعی شدند که با پیشبینی‌های دو نظریهٔ میدان همدیس (Conformal Field Theory یا CFT) همخوانی دارد.

🔸این نظریه‌ها، که چارچوب ریاضیِ پدیدهٔ جهان‌شمولی (Universality) هستند، توضیح میدهند که چگونه سیستمهای کاملاً متفاوت در نقطهٔ بحرانی، رفتار ریاضی یکسانی از خود نشان میدهند و جزئیات ریز و میکروسکوپی ناپدید میشوند. در این پژوهش، نقطهٔ بحرانی از نوع کوانتومی (Quantum Critical Point) بود؛ یعنی برخلاف گذارهای فاز روزمره مانند جوشیدن آب که با دما رخ میدهند، این گذار صرفاً با اثرات کوانتومی مانند درهمتنیدگی و برهمنهی و در دمایی نزدیک به صفر مطلق ایجاد شد.

🔹محققان از شبکه‌ای از اتم‌های استرانسیوم که در تله‌های لیزری به نام انبرک‌های نوری (Optical Tweezers) گرفتار شده بودند، به‌عنوان یک #شبیه‌ساز_کوانتومی با اتم‌های خنثی استفاده کردند که نسخه‌ای ساده‌شده از رایانه‌های کوانتومی برای کاربردهای خاص است. آنها با لیزرهای دیگر، اتمها را به حالتهای برانگیختهٔ ریدبرگ (Rydberg States) که در آن اتمها دارای عدد کوانتومی اصلی بزرگی هستند و برهمکنش شدیدی با همسایگان خود پیدا میکنند، رساندند تا زنجیرهای از اتمها همچون یک موجودیت واحد رفتار کند.

🔸سپس با تنظیم دقیق لیزرها، سیستم را به نقطهٔ بحرانی رساندند و با به‌کارگیری روشی تازه به نام "طیف‌شناسی مدولاسیون بس ذره‌ای" که در آن کل زنجیر با فرکانسهای مختلف به نوسان درمی‌آید و پاسخ سیستم در فرکانسهای تشدید اوج میگیرد، سطوح انرژی مجاز را که مانند پله‌های یک نردبان بودند، نقشه‌برداری کردند.

🔹برای زنجیرهای تا ۳۵ اتمی، فاصلهٔ بین این پله‌های انرژی با نسبت‌های دقیقی که نظریهٔ میدان همدیس ایزینگ (Ising CFT) پیشبینی کرده بود، مطابقت داشت و پس از مقیاس‌سازی بر اساس اندازهٔ سیستم، همهٔ داده‌ها روی یک منحنی جهان‌ شمول (Universal Curve) منطبق شدند. همچنین با تغییر پارامترها به نقطهٔ بحرانی سه‌گانه (Tricritical Ising Point)، طیف انرژی متفاوت دیگری با نسبت‌های جداگانه‌ای اندازه‌گیری شد که باز هم با پیشبینی‌های نظریه همخوانی کامل داشت.

🔸از آنجا که در این سامانه میتوان به هر اتم به‌طور جداگانه دسترسی داشت، تیم پژوهشی توانست تحریک‌ها را بر اساس تقارن (Symmetry) – یعنی ویژگیهایی که تحت تغییرات هندسی مانند بازتاب، پایدار میمانند – دسته‌بندی کند و خانوادهٔ دوم از پله‌های انرژی را آشکار سازد که در اندازه‌گیری اول دیده نشده بودند. همچنین با تغییر شرایط اتم‌های دو سر زنجیر، الگوهای مختلفی از چیدمان نردبان انرژی حاصل شد که همگی مطابق با نظریهٔ سه‌گانه ایزینگ (Tricritical Ising) از آب درآمدند.

❗️این اندازه‌گیری‌ها که چهار دهه پس از ارائهٔ ریاضی این نظریه‌ها انجام شده، نشان میدهد که حتی با وجود باور قوی به درستی این نظریه‌ها، داشتن یک نمونهٔ آزمایشگاهیِ قابل لمس و تحریک، ارزش علمی بالایی دارد. روش به‌کاررفته در این پژوهش نیازی به دانستن پاسخ از پیش ندارد و میتواند در آینده برای بررسی سیستم‌هایی به‌کار رود که پاسخ کوانتومی آنها برای رایانه‌های کلاسیک قابل محاسبه نیست.

🔹گام بعدی گروه، استفاده از سیستمهای بزرگتر و حتی شبکه‌های دوبعدی از اتم‌هاست تا نظریه‌های #میدان_همدیس در ابعاد بالاتر، که بسیار کمتر شناخته‌شده‌اند، به‌صورت تجربی کاوش شوند. بنابراین این شبیه‌سازهای کوانتومی میتوانند به کشف رژیم‌های فیزیکی ناشناخته کمک کنند.

📎لینک خبر
‼️لینک مقاله در Nature

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

#اخبار #نظریه_میدان_همدیس #شبیه‌سازی_کوانتومی #فیزیک_کوانتوم #اتم_خنثی

🟠استفاده عملیاتی NTT DOCOMO از محاسبات کوانتومی D-Wave و کاهش ۶۵٫۳ درصدی سیگنال‌های ثبت موقعیت

🔹شرکت مخابراتی NTT DOCOMO #ژاپن، دومین برنامه کاربردی خود را که بر پایه فناوری محاسبات کوانتومی شرکت D-Wave ساخته شده، به‌طور عملیاتی و در مقیاس واقعی برای بهینه‌سازی شبکه موبایل خود پیاده‌سازی کرده است.

🔸 این برنامه جدید برخلاف کاربرد اول آن که روی کاهش سیگنال‌های پیجینگ (paging signals) در داخل مناطق ردیابی متمرکز بود، به بهینه‌سازی لیست‌های مناطق ردیابی (Tracking Area Lists) در میان چندین منطقه مختلف می‌پردازد. چالش اصلی در اینجا ایجاد توازن بین دو نیاز متضاد شبکه یعنی ثبت موقعیت و پیجینگ است که معمولاً رابطه‌ی معکوس دارند.

🔹#بهینه‌سازی این لیست‌ها برای کاهش بار سیگنالینگ (signaling load) شبکه و در عین حال حفظ عملکرد و اتصال پایدار، ضروری است.این برنامه کوانتومی در یک مسئله نمونه که شامل ۳۳۳ ایستگاه پایه ، ۳ لیست منطقه ردیابی و ۹ منطقه ردیابی بود، توانست در مدت زمان تقریباً ۵ دقیقه، بهینه‌سازی را انجام دهد.

‼️نتایج این بهینه‌سازی که مستقیماً در برنامه‌ریزی و عملیات روزانه شبکه DOCOMO گنجانده شده، نشان‌دهنده کاهش چشمگیر ۶۵.۳ درصدی در حجم اوج روزانه (daily peak) سیگنال‌های ثبت موقعیت و همچنین کاهش ۷.۰ درصدی در سیگنال‌های پیجینگ است. این موفقیت، گامی فراتر از یک مورد استفاده واحد محسوب می‌شود و نشان می‌دهد که چگونه می‌توان از #محاسبات_کوانتومی برای حل مسائل عملیاتی متنوع و پیچیده‌تر در شبکه‌های مخابراتی بهره برد.

🔸فناوری به کار رفته در این پروژه، #محاسبات_کوانتومی_آنیل (annealing quantum computing) شرکت D-Wave است که به‌طور خاص برای حل مسائل بهینه‌سازی طراحی شده است. تفاوت آن با رایانه‌های کلاسیک در استفاده از کیوبیت‌ها و پدیده‌های کوانتومی مانند تونل‌زنی برای کاوش همزمان در فضای وسیع حالت‌های ممکن و یافتن پاسخ‌های نزدیک به بهینه است.

🔹شرکت DOCOMO از پلتفرم هیبریدی D-Wave استفاده کرده که توان پردازشی رایانه‌های کلاسیک را با قدرت محاسبات کوانتومی ترکیب می‌کند تا بتواند مسائل با ابعاد بزرگ‌تر را مدیریت کند. به گفته هیروشی کاواکامی (Hiroshi Kawakami)، مدیر ارشد بخش پلتفرم داده DOCOMO ، این دومین کاربرد عملیاتی، توانایی محاسبات کوانتومی را در پاسخگویی همزمان به نیازهای رقابتی شبکه و استفاده بهینه‌تر از زیرساخت‌ها به اثبات رسانده است.

🏅مدیرعامل #D_Wave نیز اذعان داشته که این حرکت، الگویی برای سایر اپراتورهای مخابراتی در جهان است تا از فناوری کوانتومی برای بهبود کارایی شبکه‌های پیچیده و محدود از نظر منابع خود استفاده کنند.

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

#اخبار #مخابرات #آنیل_کوانتومی

🟠اتصال دو حافظه کوانتومی در فاصله‌ای بیش از ۴ برابر رکورد قبلی

🔹پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت #چین در هفای موفق به ثبت رکورد جدیدی در زمینه شبکه‌های کوانتومی شده‌اند. آن‌ها با استفاده از روش Duan-Lukin-Cirac-Zoller (یا DLCZ scheme)، دو #حافظه_کوانتومی را در فاصله ۴۲۰ کیلومتری از طریق فیبر نوری درهمتنیده کردند که بیش از چهار برابر رکورد قبلی است.

🔸این دستاورد که در Physical Review Letters منتشر شده، گامی مهم در جهت تحقق اینترنت کوانتومی به شمار می‌رود. در این روش، به جای ارسال مستقیم یک جفت فوتون درهمتنیده که با خطر جذب شدید (Exponential Absorption) در مسافت‌های طولانی مواجه است، از ابرهایی از اتم‌های فوق‌سرد در دو انتهای فیبر استفاده می‌شود.

🔹هر ابر با تحریک، یک فوتون منفرد ساطع می‌کند که حامل اثراتی از حالت کوانتومی اتم‌هاست . تنها یکی از این فوتون‌ها باید مسافت طولانی را تا نقطه‌ای در میانه فیبر طی کند تا با همتای خود مقایسه شود. تطابق موفقیت‌آمیز در این نقطه، بدون نیاز به تماس فیزیکی ابرهای اتمی، درهمتنیدگی آن‌ها را تأیید می‌کند.

🔸برای غلبه بر تلفات مسیر، تیم تحقیقاتی طول‌موج فوتون‌های ساطع شده را به باند مخابراتی (Telecom Wavelength) تبدیل کردند که تضعیف کمتری در فیبر دارد. همچنین، سامانه‌ای برای تثبیت فاز (Phase Stabilization) تعبیه شد تا ارتعاشات جزئی و تغییرات دمایی که باعث اختلال در تداخل صحیح فوتون‌ها می‌شود، خنثی کنند.

🎖نتیجه این بهینه‌سازی‌ها، تأیید درهمتنیدگی بین دو ابر اتمی در فاصله ۴۲۰ کیلومتری بود که در فواصل بیش از ۳۲۰ کیلومتر، از حد نظری ارسال مستقیم درهمتنیدگی از طریق فیبر (Direct Transmission) بهتر عمل می‌کند و برای اولین بار برتری شبکه‌های مبتنی بر حافظه را نشان می‌دهد .

📎لینک خبر
‼️لینک مقاله در Physical Review Letters
🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #درهمتنیدگی_کوانتومی