Quantum News

‼️ هجدهمین 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 هجدهمین جلسه عمومی خبرخوانی اطلس کوانتوم هستید. ▪️پنجشنبه 16 مهر ۱۴۰۵ ▪️ساعت ۱۰:۳۰ تا ۱۱:۳۰ ▪️به‌صورت آنلاین 📎لینک ورود به جلسه 🔸🔸🔸🔸🔸🔸 🔗Website 🔗Telegram 🔗LinkedIn

🏅 نوبل فیزیک ۲۰۲۶ برای ذرۀ مرموز! 🗣آکادمی سلطنتی علوم سوئد جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۶ را به Francis Halzen برای «مشارکت‌های تعیین‌کننده در رصدخانه نوترینویی آیس‌کیوب و کشف نوترینوهای پرانرژی با منشأ اخترفیزیکی» اعطا کرد. ⏺️این پژوهش به‌طور خلاصه درباره آشکارسازی نوترینوهای بسیار پرانرژی رسیده از اعماق کیهان با استفاده از رصدخانه IceCube در قطب جنوب است؛ کشفی که راه تازه‌ای برای مطالعه خشن‌ترین و پرانرژی‌ترین پدیده‌های جهان گشود و نقش مهمی در شکل‌گیری اخترفیزیک نوترینویی و اخترشناسی چندپیام‌رسانی (Multi-messenger astronomy) داشته است. 👤 Francis Halzen — University of Wisconsin–Madison, USA 🔸🔸🔸🔸🔸🔸 🔗 Website 🔗 Telegram 🔗 LinkedIn #اخبار #نوبل_فیزیک #NobelPrize #Physics #نوترینو

🏅 نوبل پزشکی ۲۰۲۶ به پیشگامان اپتوژنتیک رسید 🗣جایزه نوبل «فیزیولوژی یا پزشکی ۲۰۲۶» به Karl Deisseroth از دانشگاه استنفورد، Peter Hegemann از دانشگاه Humboldt Berlin و Georg Nagel از دانشگاه Würzburg در آلمان رسید؛ سه پژوهشگری که نقش کلیدی در شکل‌گیری و توسعه «اپتوژنتیک» داشته‌اند. اپتوژنتیک روشی است که به دانشمندان اجازه می‌دهد با استفاده از نور، فعالیت سلول‌های مشخص، به‌ویژه نورون‌ها را با دقت بسیار بالا کنترل کنند. ▪️ بخش مهمی از این داستان به پروتئین‌های حساس به نور، به‌خصوص Channelrhodopsin، برمی‌گردد. Hegemann و Nagel در شناسایی و شناخت این کانال‌های یونی حساس به نور و تبدیل آنها به ابزارهای قابل استفاده نقش اساسی داشتند. Deisseroth نیز این ابزارها را وارد علوم اعصاب کرد و نشان داد که می‌توان با بیان ژنتیکی آنها در نورون‌های مشخص و تاباندن نور، مدارهای عصبی را تقریباً به‌صورت «روشن و خاموش» کنترل و عملکردشان را بررسی کرد. ▪️ اهمیت اپتوژنتیک فقط در یک تکنیک آزمایشگاهی خلاصه نمی‌شود؛ این روش طی دو دهه گذشته شیوه مطالعه مغز و سیستم عصبی را متحول کرده و امکان بررسی دقیق رابطه میان سلول، مدار عصبی و رفتار را فراهم کرده است. این نوبل نمونه‌ای جذاب از تلاقی فوتونیک، با زیست‌شناسی و علوم اعصاب است که در آن نور فراتر از تصویربرداریِ صِرف، مستقیماً برای کنترل عملکرد سلول‌های زنده به کار می‌رود. 🔸🔸🔸🔸🔸🔸 🔗 Website 🔗 Telegram 🔗 LinkedIn #اخبار #نوبل #فوتونیک #اپتوژنتیک

🟠مغناطیس‌سنج کوانتومی فشرده چینی اهداف پنهان را در آزمون‌های میدانی ردیابی می‌کند ❗️پژوهشگران چینی در همکاری مشترک بین دانشگاه علم و فناوری چین (USTC) و آزمایشگاه‌های وابسته به صنعت کشتی‌سازی، موفق به توسعه یک مغناطیس‌سنج کوانتومی فشرده (ابزاری برای اندازه‌گیری فوق‌دقیق میدان‌های مغناطیسی بر پایه خواص اتمی) شده‌اند که گامی مهم در عملیاتی‌کردن #حسگرهای_کوانتومی خارج از آزمایشگاه محسوب می‌شود. 🔹این دستگاه با استفاده از پمپش نوری (optical pumping؛ به‌کارگیری پرتو لیزر برای جهت‌دهی اسپین اتم‌ها) عمل می‌کند و به محض اینکه میدان مغناطیسی محیط باعث تغییر در رفتار اتم‌های #روبیدیم شود، این تغییرات را ثبت می‌نماید. 🔸برای دستیابی به فشردگی مورد نیاز، محققان پروب حسگر را به حجم ۷ سانتی‌متر مکعب (در ابعاد فیزیکی ۳ در ۱.۵ در ۱.۵ سانتی‌متر) رسانده‌اند. در قلب این پروب، یک سلول بخار قرار دارد که هر ضلع آن تنها ۴ میلی‌متر است و کل سیستم با توان مصرفی حدود ۵ وات فعالیت می‌کند. 🔹از نظر دقت فنی، این سامانه عملکردی استثنایی دارد؛ #نویز اندازه‌گیری‌شده در این ابزار حدود ۵ میلیون بار کوچک‌تر از شدت میدان مغناطیسی پس‌زمینه در محیط آزمایش بوده است. سیستم برای تحریک اتم‌ها از یک سیگنال مدولاسیون دقیق با فرکانس ۴۱ هرتز استفاده می‌کند که به پایداری بیشتر خروجی کمک می‌کند. 🔸 همچنین، معماری دیجیتال دستگاه قادر است داده‌های میدان مغناطیسی را با نرخ بسیار بالا پردازش کرده و تغییرات محیطی را تا بازه ۲۰۰۰ واحدی با دقتِ ردیابیِ نیم‌ثانیه‌ای (یا سریع‌تر) دنبال کند. این ترکیبِ ابعاد کوچک و پردازش دقیق، به دستگاه اجازه می‌دهد تغییرات میدان را معادل نصف شدت میدان پس‌زمینه در مدت‌زمان تنها ۱ ثانیه شناسایی کند. 🔹این ابزار برای مقابله با پدیده «از دست رفتن قفل» (losing lock؛ حالتی که تداخل باعث قطع ردیابی فرکانس اتمی می‌شود) به یک مکانیزم هوشمند مجهز شده است. محققان با پیاده‌سازی روش پایش هارمونیک دوم (بررسی مؤلفه‌ای در سیگنال نوری با دو برابر بسامد مدولاسیون برای تشخیص وجود تشدید)، سیستمی طراحی کرده‌اند که در صورت بروز تداخل شدید، ابزار می‌تواند در کمتر از ۱ ثانیه مجدداً قفل تشدید را پیدا کرده و اندازه‌گیری را از سر بگیرد. 🔸 توانمندی این دستگاه در آزمایش‌های میدانی، شامل شناسایی اثرات مغناطیسی حرکت قطارهای زیرزمینی، یافتن یک آهنربای دفن‌شده و رصد یک طوفان ژئومغناطیسی به اثبات رسیده است. این دستاورد، افق‌های جدیدی را برای کاربردهای #دفاعی نظیر جنگ ضدزیردریایی (anti-submarine warfare؛ تکنیک‌های ردیابی و شناسایی زیردریایی‌ها بر پایه آثار مغناطیسی) و همچنین اکتشافات زمین‌شناسی و شناسایی مهمات دفن‌شده در شرایط سخت محیطی باز می‌کند. 📎لینک خبر 🔸🔸🔸🔸🔸🔸 🔗 Website 🔗 Telegram 🔗 LinkedIn #اخبار #حسگری_کوانتومی #مغناطیس‌سنج_کوانتومی

🟠انتشار نقشه راه کوانتومی ناتو برای آزمایش‌های نظامی و ارتباطات امن 🔸#ناتو نقشه راه فناوری کوانتومی خود را منتشر کرد که اهداف پژوهشی را به برنامه‌ای زمان‌بندی‌شده از آزمایش‌ها، ارزیابی‌ها و پروژه‌های امنیتی تبدیل می‌کند. این سند در پنج حوزه فعالیت تعریف می‌شود: کاربردهای نظامی، آزمایش و پذیرش فناوری، استانداردهای مشترک، محافظت در برابر تهدیدات و آموزش نیروی انسانی. 🔹ناتو این تلاش را بخشی از رقابت راهبردی می‌داند، زیرا رقبا سرمایه‌گذاری سنگینی در پژوهش کوانتومی انجام می‌دهند و توانمندی‌هایی می‌سازند که می‌تواند بازدارندگی ناتو را تضعیف کند. با این حال، سند تعهدی برای استقرار گسترده نظامی بر اساس جدول زمانی ثابت نمی‌دهد و تصریح می‌کند که محاسبات، ارتباطات و حسگری کوانتومی با سرعت‌های متفاوتی پیش می‌روند و مراحل بعدی به پیشرفت فنی و نتایج آزمایش‌های اولیه وابسته است. 🔸ملموس‌ترین بخش، آزمایش‌های دریایی پروژه QUESTOR است که حسگری کوانتومی را در شرایط عملیاتی واقعی می‌سنجد و عملکرد سامانه‌ها را در موقعیت‌یابی، ناوبری و زمان‌بندی (PNT) بررسی می‌کند، به‌ویژه جایی که سیگنال‌های ناوبری ماهواره‌ای جهانی در دسترس نیست. آزمایش‌های دریایی برای ۲۰۲۶ و ۲۰۲۷ برنامه‌ریزی شده و نخستین گزارش پایلوت (Pilot) در سه‌ماهه اول ۲۰۲۷ و ارزیابی‌های مقایسه‌ای اولیه در سه‌ماهه چهارم همان سال انتظار می‌رود. 🔹ناتو همچنین نمونه‌سازی و آزمون را از طریق دیجیتال فاندری (Digital Foundry)، دیانا (DIANA) و محدوده‌های نوآوری ناتو دنبال می‌کند و مخزنی از کاربردهای نظامی و تجاری مرتبط را در ۱۲ ماه ایجاد و دوره‌ای به‌روزرسانی می‌کند؛ نخستین معیارهای ارزیابی کوانتومی ناتو در سه‌ماهه دوم ۲۰۲۷ تعیین می‌شود. 🔸در حوزه حفاظت از ارتباطات، پذیرش استانداردهای #رمزنگاری_پساکوانتومی در دستور کار است؛ روش‌های ریاضی مقاوم در برابر حملات رایانه‌های کوانتومی که به سامانه‌های متعارف اجازه می‌دهد بدون سخت‌افزار کوانتومی حفاظت خود را بهبود دهند. به‌روزرسانی طرح اقدام ناتو در سه‌ماهه سوم ۲۰۲۷ و مطالعه آمادگی صنعت در سه‌ماهه دوم همان سال برنامه‌ریزی شده است. 🔹پروژه Quantum Zero Beacon، پایلوتی میان مقر ناتو در بروکسل و ستاد عالی نیروهای متفقین اروپا در شهر مونس(Mons) بلژیک ایجاد می‌کند تا مسیری عملی به‌سوی ارتباطات مقاوم در برابر کوانتوم را اعتبارسنجی کند؛ نقطه عطف آن سه‌ماهه چهارم ۲۰۲۷ است، هرچند معماری فنی و اهداف عملکردی آن اعلام عمومی نشده. این تفکیک مهم است، زیرا پایلوت ثابت نمی‌کند رویکردی برای استفاده در سراسر شبکه‌های ائتلاف آماده است. 🔸ناتو همچنین می‌خواهد از توسعه سامانه‌های ناسازگار میان متحدان جلوگیری کند: تیم متخصص استانداردسازی کوانتومی تا سه‌ماهه سوم ۲۰۲۷ و نقشه راه استانداردهای کوانتومی ائتلاف تا سه‌ماهه سوم ۲۰۲۹. آموزش نیز بخشی از طرح است و ماژول‌های آموزشی اولیه در ۱۲ ماه تدوین و به‌روزرسانی می‌شوند. 🔹اجرا میان چند نهاد تقسیم شده است: فرماندهی عملیات متحد الزامات نظامی را شکل می‌دهد، فرماندهی تحول متحد پایلوت و اعتبارسنجی را هدایت می‌کند، آژانس ارتباطات و اطلاعات ناتو گزینه‌های آزمایش امن را ارزیابی می‌کند، کمیته سیاست دیجیتال مسئول اجرای منسجم است و بخش سایبری و تحول دیجیتال ناتو بر توسعه و اجرا نظارت دارد. بودجه کلی یا جدول زمانی تجهیز نیروهای متحد به سامانه‌های کوانتومی اعلام نشده است. ‼️نقشه راه 📎لینک خبر 🔸🔸🔸🔸🔸🔸 🔗 Website 🔗 Telegram 🔗 LinkedIn #اخبار #سیاست_گذاری #نقشه_راه

🟠شرکت Infleqtion با ۸۰ کیوبیت فیزیکی، ۳۰ کیوبیت منطقی را روی پرازنده کوانتومی Sqale به نمایش گذاشت 🔸شرکت #Infleqtion اعلام کرده است که با استفاده از ۸۰ کیوبیت فیزیکی روی پلتفرم اتم خنثی خود به نام Sqale، توانسته ۳۰ کیوبیت منطقی را درهمتنیده کند. این دستاورد یک نقطه عطف در نقشه راه سال ۲۰۲۶ شرکت محسوب میشود و به گفته آن، نخستین بار در یک سیستم تجاری اتم خنثی است. کیوبیت های فیزیکی به دلیل نویز محیطی به سرعت دچار افت محاسباتی می شوند، اما کیوبیت های منطقی با گروه بندی چند کیوبیت فیزیکی و استفاده از پروتکل های نرم افزاری، پایداری و دقت محاسبات را تضمین می کنند. 🔹در این آزمایش حدود ۱۰۰۰ عملیات فیزیکی اجرا شد و سیگنالی حدود ۱۰۰۰ برابر قویتر از نویز زیربنایی تولید شد. همچنین از یک عملیات منطقی با هوش مصنوعی (AI-assisted logical operation) استفاده شد که طراحی آن به نصف تعداد گیت های فیزیکی نیاز دارد؛ هر گیت میتواند خطا وارد کند، بنابراین کاهش تعداد گیت ها برای محاسبات طولانی تر اهمیت زیادی دارد. این عملیات جدید با کمک GPT 5.6 Sol کشف شده است. 🔸این موفقیت بر پایه هم طراحی سخت افزار و نرم افزار (hardware and software co-design) بنا شده و از سخت افزار QPU Sqale شرکت و پلتفرم نرم افزاری کوانتومی Superstaq بهره می برد که آدرس دهی تک کیوبیتی را با آرایه های اتمی بازآرایی شدنی ترکیب میکند. این ترکیب، اتصال همه به همه (all-to-all connectivity) را حفظ کرده و مشکلات معمول جابه جایی اتم مانند انباشت خطا، از دست رفتن اتم و تأخیر زمان اجرا را کمینه میکند. 🔹این شرکت هم اکنون سه مشتری برای مدارهای کیوبیت منطقی روی Sqale دارد که یکی از آنها برنامه Quantum for Bio (Q4Bio) از Wellcome Leap است؛ این شرکت یک رویکرد شبکه عصبی کوانتومی را با آموزش روی GPU و استنتاج روی پردازنده کوانتومی Sqale برای کشف نشانگرهای زیستی ارائه کرده بود که ابتدا در ۱۲ کیوبیت منطقی نمایش داده شد و مستقیماً به نتیجه امروز گسترش یافته است. Infleqtion می گوید این نتیجه از برنامه های آن برای رسیدن به ۱۰۰ کیوبیت منطقی تا سال ۲۰۲۸ و ۱۰۰۰ کیوبیت تا سال ۲۰۳۰ پشتیبانی میکند. 📎لینک خبر 🔸🔸🔸🔸🔸🔸 🔗 Website 🔗 Telegram 🔗 LinkedIn #اخبار #کیوبیت_اتم_خنثی #پردازنده_کوانتومی

🟠ورود کوانتوم به زیرساخت انرژی؛ آزمایش موفق بهینه‌سازی شبکه گاز طبیعی توسط INGL، Classiq و IonQ ❗️شرکت‌های نرم‌افزاری #Classiq، شرکت دولتی خطوط گاز طبیعی رژیم صهیونیستی (INGL) و شرکت #IonQ نتایج پژوهشی مشترک را منتشر کردند که در آن از #بهینه‌سازی_کوانتومی برای برنامه‌ریزی خطوط انتقال گاز طبیعی استفاده شده است. 🔹چالش اصلی در مدیریت خطوط لوله #گاز، توزیع بهینه از تأمین‌کنندگان به مشتریان با رعایت قیدهای سخت‌گیرانه‌ای مانند محدوده فشار، جهت جریان و تعادل پیوسته موازنه جرم در کل شبکه است. با رشد شبکه‌های انتقال، تعداد پیکربندی‌های ممکن جهت تنظیم فشار و دبی به شکل نمایی افزایش می‌یابد؛ از این رو، این پژوهش با هدف توسعه یک مدل کمکی به جای جایگزینی سیستم‌های مهندسی موجود انجام گرفت تا با غربالگری گزینه‌های متعدد، سناریوهای بهینه را برای اعتبارسنجی دقیق‌تر مهندسی استخراج کند. 🔸در این طرح با استفاده از پلتفرم نرم‌افزاری Classiq، یک گردش کار ترکیبی کوانتومی-کلاسیکی (الگوریتمی که بار پردازش سنگین بهینه‌سازی را به پردازنده کوانتومی می‌سپارد و مدیریت داده‌ها و اعتبارسنجی را روی رایانه‌های کلاسیک انجام می‌دهد) طراحی شد. ورودی‌های سیستم شامل پارامترهای هیدرولیکی واقعی نظیر فشار ورودی، مشخصات ابعادی و اصطکاکی لوله‌ها و حداقل فشار تضمین‌شده برای تحویل به مصرف‌کننده بود. 🔹آزمایش‌های شبیه‌سازی روی شبکه نشان داد که این الگوریتم می‌تواند نقطه کار مجاز با حداکثر ظرفیت عبوری (بیشترین نرخ انتقال ایمن گاز در شبکه) را منطبق با خروجی‌های بهینه‌سازهای استاندارد کلاسیک کشف کند. سپس نسخه فشرده‌شده‌ای از این مسئله ریاضی روی پردازنده کوانتومی یون به دام افتادهIonQ Forte-1 پیاده‌سازی و اجرا گردید؛ پردازنده واقعی نیز پاسخ‌های فیزیکی معتبری ارائه داد که بسیار نزدیک به بهینه کلاسیک بود. 🔸در گام نهایی، سناریوهای منتخب شناسایی‌شده توسط سامانه کوانتومی وارد محیط مدل‌سازی هیدرولیکی سیمون (SIMONE—یکی از نرم‌افزارهای استاندارد و صنعتی شبیه‌سازی دینامیک جریان و رفتار سیال در خطوط گاز) شدند تا از نظر پایداری فشار و ایمنی لوله‌ها ارزیابی شوند. 🔹این معماری یکپارچه نشان داد که پردازنده‌های کوانتومی می‌توانند به‌عنوان ابزاری تحلیلی و شتاب‌دهنده در حل مسائل ترکیبیاتی پیچیده حوزه انرژی عمل کنند و بدون نادیده گرفتن استانداردهای تثبیت‌شده، نقاط کور محاسباتی در سناریوهای شبکه انتقال گاز را برطرف سازند. 📎لینک خبر ‼️لینک پیش چاپ مقاله 🔸🔸🔸🔸🔸🔸 🔗 Website 🔗 Telegram 🔗 LinkedIn #اخبار #بهینه‌سازی_کوانتومی #الگوریتم_کوانتومی #انرژی

🟠ساخت دقیق‌ترین ساعت اتمی جهان با یون لوتتیوم 🔹پژوهشگران مرکز فناوری‌های کوانتومی #سنگاپور (CQT) در دانشگاه ملی سنگاپور، یک #ساعت_اتمی_نوری مبتنی بر یون #لوتتیوم ساخته‌اند که به گفته آن‌ها دقیق‌ترین ساعت اتمی گزارش‌شده در جهان است. نتایج این پژوهش ۲۳ سپتامبر در Nature منتشر شده و اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهد خطای این ساعت معادل حدود یک ثانیه در ۳۰۰ میلیارد سال است. 🔸ساعت‌های اتمی زمان را با فرکانس یک «گذار اتمی» (Atomic Transition) اندازه می‌گیرند؛ یعنی تغییر تراز انرژی الکترون در اتم. در این روش، لیزری با فرکانس این گذار تنظیم می‌شود و نوسان نور مانند آونگ ساعت برای شمارش زمان عمل می‌کند. از دهه ۱۹۶۰،ساعت سزیم، استاندارد جهانی تعریف ثانیه بوده، اما ساعت‌های نوری جدید با عناصری مانند ایتربیوم، استرانسیم و آلومینیوم دقت بیشتری فراهم کرده‌اند. ❗️تیم CQT که بیش از یک دهه روی لوتتیوم کار کرده، فرکانس ساعت خود را تا ۱۹ رقم اعشار اندازه‌گیری کرده و عدم‌قطعیتی در حدود ¹⁹⁻۱۰ به دست آورده است؛ پایین‌ترین مقدار گزارش‌شده برای یک ساعت اتمی نوری. پژوهشگران همچنین دو ساعت مستقل را طی ۲۰۰ ساعت با روش «طیف‌سنجی همبستگی» مقایسه کردند و به عدم‌قطعیت ¹⁹⁻۱۰×۵٫۷ رسیدند؛ معادل اختلافی حدود یک ثانیه در ۵۵ میلیارد سال. 🔹هر ساعت تنها از یک یون Lu⁺ استفاده می‌کند و گذار آن با لیزری به طول موج ۸۴۸ نانومتر تطبیق داده شده است. مزیت مهم لوتتیوم، حساسیت بسیار کم آن به تغییرات دما و میدان مغناطیسی است؛ ویژگی‌ای که باعث می‌شود فرکانس ساعت کمتر تحت تأثیر محیط قرار گیرد. تیم پژوهشی همچنین روشی به نام Hyperfine Averaging برای کاهش اثر برخی اختلالات توسعه داده است. 🔸دقت این ساعت آن‌قدر بالاست که حتی تفاوت‌های میلی‌متری ارتفاع اهمیت پیدا می‌کنند؛ زیرا طبق نسبیت عام، شدت گرانش روی سرعت گذر زمان اثر می‌گذارد. سامانه CQT می‌تواند اثر اختلاف ارتفاع حدود ۵ میلی‌متر را میان دو ساعت تشخیص دهد، به همین دلیل پژوهشگران موقعیت دو یون را با دقت بهتر از یک میلی‌متر اندازه‌گیری کردند. 🔹چنین ساعت‌هایی می‌توانند علاوه بر کمک به بازتعریف احتمالی «ثانیه» پس از ۲۰۳۰، برای بررسی فیزیک بنیادی و اندازه‌گیری تغییرات بسیار کوچک میدان گرانشی زمین استفاده شوند. گام بعدی تیم سنگاپوری، کوچک‌سازی این سامانه و تبدیل آن به یک ساعت قابل‌حمل برای مقایسه با بهترین ساعت‌های جهان و کاربردهای خارج از آزمایشگاه است. 📎 لینک خبر ‼️مقاله منتشرشده در Nature 🔸🔸🔸🔸🔸🔸 🔗 Website 🔗 Telegram 🔗 LinkedIn #اخبار #حسگری_کوانتومی

🟠راه‌اندازی نخستین پردازنده کوانتومی فوتونیکی برنامه‌پذیر در فضا 🔹 پژوهشگران دانشگاه وین به رهبری فیلیپ والتر، برای نخستین بار موفق شدند یک #پردازنده_فوتونیکی_کوانتومی برنامه‌پذیر را در مدار زمین به کار بگیرند و در آن تولید، کنترل و آشکارسازی نور غیرکلاسیکی و تداخل کوانتومی دو فوتون را نشان دهند. این آزمایش گامی فراتر از آزمایش‌های قبلی ارتباطات کوانتومی فضایی است؛ زیرا این بار فوتون‌ها نه صرفاً برای انتقال اطلاعات، بلکه به‌عنوان یک منبع محاسباتی کوانتومی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. 🔸 این سامانه در ۲۳ ژوئن ۲۰۲۵ با مأموریت Transporter-14 شرکت SpaceX به فضا پرتاب شد و روی سکوی ماهواره‌ای ION شرکت D-Orbit در مدار خورشیدآهنگ با ارتفاع حدود ۵۱۰ کیلومتر قرار گرفت. پردازنده تنها حدود ۱۵×۱۵×۴۵ سانتی‌متر حجم، ۹٫۸ کیلوگرم جرم و به‌طور متوسط ۱۰ وات مصرف توان دارد؛ مشخصاتی که برای تجهیزات محاسباتی فضایی اهمیت زیادی دارند. 🔹 قلب این دستگاه یک مدار مجتمع فوتونیکی با ۶ مُد و ۱۵ تداخل‌سنج ماخ–زندر است. یک منبع نوری، جفت‌فوتون‌هایی با طول موج ۸۱۰ نانومتری تولید می‌کند و مدار فوتونیکی می‌تواند تبدیل‌های مختلف را روی آن‌ها برنامه‌ریزی و اجرا کند. پژوهشگران طی هشت ماه نخست چندین عملیات مختلف را روی پردازنده اجرا کردند و نشان دادند که مدار حتی پس از پرتاب و قرارگرفتن طولانی‌مدت در محیط فضا همچنان قابل برنامه‌ریزی است. ❗️مهم‌ترین نتیجه آزمایش، مشاهده «تداخل Hong–Ou–Mandel» میان دو فوتون در مدار بود؛ اثری که یکی از نشانه‌های مشخص رفتار کوانتومی فوتون‌های غیرقابل‌تمایز و از اجزای بنیادی بسیاری از روش‌های رایانش کوانتومی فوتونیکی است. مقدار visibility اندازه‌گیری‌شده حدود ۰٫۹۱ بود. پژوهشگران همچنین برای تبدیل‌های برنامه‌ریزی‌شده میانگین fidelity حدود ۰٫۸۹ را گزارش کردند (که با حذف دو موردی که دارای مشکل کالیبراسیون داشتند به حدود ۰٫۹۵ می‌رسید). 🔸 هدف نهایی پروژه این است که داده دوربین‌ها و حسگرهای ماهواره مستقیماً وارد پردازنده فوتونیکی شوند تا بخشی از طبقه‌بندی یا فشرده‌سازی داده‌ها در خود ماهواره انجام شود و تنها خروجی موردنیاز به زمین ارسال شود. این موضوع می‌تواند در آینده فشار ناشی از محدودیت پهنای‌باند ارتباط ماهواره با زمین را کاهش دهد. 🔹 این آزمایش دشواری واقعی اجرای سخت‌افزار کوانتومی در #فضا را هم نشان داد. از شش آشکارساز تک‌فوتونی دستگاه، تنها سه مورد پس از پرتاب قابل استفاده باقی ماندند و با گذشت زمان نیز تابش فضایی باعث افزایش شمارش‌های تاریک (Dark Count) آشکارسازها شد. نور خورشید نیز نویز زیادی ایجاد می‌کرد؛ به همین دلیل بخش مهم اندازه‌گیری‌ها در حدود ۳۰ دقیقه از هر چرخش ۹۲ دقیقه‌ای که ماهواره در سایه زمین قرار داشت انجام شد. 🔸 این نتیجه را بنابراین نباید با یک «رایانه کوانتومی کامل در فضا» در معنای رایج سیستم‌های چندکیوبیتی مقیاس‌پذیر اشتباه گرفت؛ بلکه این اثبات یک امکان مهم است که نشان می‌دهد عناصر اصلی پردازش کوانتومی فوتونیکی می‌توانند پس از پرتاب و در شرایط واقعی مدار زمین کار کنند. قدم بعدی، اتصال مستقیم حسگرهای تصویربرداری ماهواره به این پردازنده و اجرای وظایف واقعی پردازش داده و یادگیری ماشین کوانتومی در مدار خواهد بود. 📎لینک خبر ‼️پیش‌چاپ مقاله 🔸🔸🔸🔸🔸🔸 🔗 Website 🔗 Telegram 🔗 LinkedIn #اخبار #رایانش_کوانتومی #فوتونیک_کوانتومی #فضا #پردازنده_کوانتومی #دانشگاه_وین

🟠شرکت IonQ مدل یادگیری ماشین کوانتومی را برای تشخیص تغییرات تصاویر ماهواره‌ای آزمایش کرد 🔹پژوهشگران شرکت #IonQ یک مدل #یادگیری_ماشین_کوانتومی_مولد (generative) را برای تشخیص تغییرات در تصاویر ماهواره‌ای آزمایش کرده‌اند. هدف این مطالعه، بررسی این موضوع بود که آیا روش‌های کوانتومی می‌توانند در تحلیل تصاویر ماهواره‌ای پیچیده، به‌ویژه جایی که داده‌ها برای روش‌های کلاسیک بسیار پراکنده هستند، مفید واقع شوند. این پژوهش بخشی از تلاش IonQ برای ورود به حوزه مشاهده زمین (Earth Observation – EO) و به‌کارگیری فناوری کوانتومی در گردش‌کارهای واقعی کسب‌وکار است. 🔸داده‌های استفاده‌شده شامل تصاویر واقعی رادار دهانه مصنوعی (Synthetic Aperture Radar – SAR) و تداخل‌سنجی SAR یا همان InSAR بود که توسط ماهواره‌های شرکت Capella Space (که IonQ در سال ۲۰۲۵ آن را خریداری کرده) از ایستگاه هوایی نیروی دریایی در میرا‌مار سن‌دیگو و آتشفشان پیتون دو لا فورنز در جزیره رئونیون ثبت شده بودند. 🔹فناوری SAR یک فناوری سنجش از دور مبتنی بر رادار است که با سیگنال‌های مایکروویو و ثبت بازپراکنش (backscatter) تصویر می‌سازد و برخلاف تصاویر الکترواپتیکی سنتی، در شب و تقریباً در همه شرایط جوی قابل استفاده است؛ اما تفسیر داده‌های آن پیچیده‌تر است. InSAR نیز با استفاده از اختلاف فاز میان چند تصویر SAR، تغییرات سطح زمین را در مقیاس میلی‌متری اندازه‌گیری می‌کند 🔸مدل کوانتومی به‌کاررفته ماشین بورن مدار کوانتومی (Quantum Circuit Born Machine – QCBM) نام دارد؛ یک #مدل_مولد_کوانتومی که با مدارهای کوانتومی پارامتری توزیع‌های احتمالی داده‌ها را یاد می‌گیرد. پژوهشگران آن را با یک روش کلاسیک به نام برآوردگر غیرخطی پس‌زمینه (NLBE) مقایسه کردند. 🔹آزمایش‌ها در سه حالت انجام شد: مدل کلاسیک، مدل کوانتومی روی شبیه‌ساز و مدل کوانتومی روی واحد پردازش کوانتومی (QPU) #یون_به‌دام‌افتاده ساخت IonQ. ❗️نتیجه اصلی این بود که در تصاویری که توزیع پیکسل‌هایشان به‌شدت نامتقارن (Skewed) بود و تحلیل کلاسیک برایشان سخت است، مدل کوانتومی امتیاز بهتری گرفت. اما در تصاویری که توزیع پیکسل‌ها نزدیک به توزیع گاوسی یعنی حالت نرمال و متعادل بود، هر دو روش تقریباً یکسان عمل کردند. این نشان می‌دهد کوانتوم می‌تواند جایی مفید باشد که داده‌ها پراکنده و پیچیده‌اند. 🔸این آزمایش یک نقطه عطف اولیه در سنجش عملکرد فناوری کوانتومی در گردش‌کار تحلیل #مشاهده_زمین است. این نتایج به نقشه راه IonQ برای جای‌گیری خطوط لوله ترکیبی کوانتومی-کلاسیک در بخش فضایی کمک می‌کند. گام بعدی IonQ این است که مشخص کند کوانتوم دقیقاً در کدام بخش از تحلیل تصاویر ماهواره‌ای بیشترین ارزش را ایجاد می‌کند. 📎 لینک خبر ‼️لینک پیش‌چاپ مقاله 🔸🔸🔸🔸🔸🔸 🔗 Website 🔗 Telegram 🔗 LinkedIn #اخبار #محاسبات_کوانتومی #یادگیری_ماشین_کوانتومی

‼️ هفدهمین 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 هفدهمین جلسه عمومی خبرخوانی اطلس کوانتوم هستید. ▪️پنجشنبه 9 مهر ۱۴۰۵ ▪️ساعت ۱۰:۳۰ تا ۱۱:۳۰ ▪️به‌صورت آنلاین 📎لینک ورود به جلسه 🔸🔸🔸🔸🔸🔸 🔗Website 🔗Telegram 🔗LinkedIn

🟠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

❗️جلسه درحال برگزاری است..

🟠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