محاسبات کوانتومی با یون به دام افتاده یک رویکرد پیشرو برای ساخت یک کامپیوتر کوانتومی در مقیاس بزرگ است. واحد بنیادی اطلاعات، یعنی کیوبیت، با استفاده از حالتهای الکترونیکی پایدار یک اتم باردار یا یون، پیادهسازی میشود. این یونها با استفاده از میدانهای الکترومغناطیسی در فضای آزاد محبوس و معلق میشوند و محیطی بکر ایجاد میکنند که آنها را از نویز خارجی جدا میسازد. سپس از لیزرها برای خنکسازی یونها و دستکاری دقیق حالتهای کوانتومی آنها برای اجرای گیتهای منطقی و الگوریتمها استفاده میشود. پروژه QACTI (سیستم یون به دام افتاده کلاس مزیت کوانتومی)، همانطور که از نامش پیداست، به پیشبرد این فناوری خاص اختصاص دارد. سیستمهای یون به دام افتاده به دلیل گیتهای با دقت بالا و زمانهای همدوسی طولانی کیوبیتها—دو معیار حیاتی برای یک کامپیوتر کوانتومی قدرتمند—مشهور هستند. چالش اصلی در مقیاسبندی این سیستمها به صدها یا هزاران کیوبیت ضمن حفظ این سطح بالای کنترل نهفته است. سرمایهگذاری NSF از تحقیقات مورد نیاز برای غلبه بر این موانع مهندسی حمایت میکند.
دنیای محاسبات کوانتومی با سرعتی چشمگیر از تئوریهای انتزاعی به نتایج ملموس و کاربردی در دنیای واقعی در حال گذار است و شرکت D-Wave Quantum Inc. به وضوح در خط مقدم این تحول تجاری قرار دارد. این شرکت به تازگی نتایج مالی چشمگیر سهماهه سوم خود را منتشر کرده است که تصویری از رشد سریع … Read more
یک قطار سریعالسیر برای الکتریسیته را تصور کنید—مسیری که در آن جریان برای همیشه بدون هیچ مقاومت یا اتلاف انرژی حرکت میکند. این واقعیت ابررساناها است، موادی که در حال حاضر به فناوریهای شگفتانگیزی مانند دستگاههای MRI و شتابدهندههای ذرات قدرت میبخشند. 🔬 با این حال، یک مشکل وجود دارد: ابررساناهای سنتی فقط در دماهای … Read more
پتانسیل شگفتانگیز محاسبات کوانتومی که زمانی مفهومی دور در فیزیک نظری بود، اکنون به سرعت در حال تحقق است و آماده است تا هر صنعتی را، از مراقبتهای بهداشتی گرفته تا امور مالی، متحول کند. با این حال، سفر از یک کشف آزمایشگاهی پیشگامانه به یک کاربرد عملی و آماده برای بازار، ساده نیست. این … Read more
محاسبات کوانتومی نویدبخش قدرتی محاسباتی فراتر از تصور است، اما همواره با یک دشمن سرسخت روبرو بوده است: ناهمدوسی (decoherence). حالتهای کوانتومی ظریف کیوبیتها، که آجرهای سازنده این ماشینهای قدرتمند هستند، با کوچکترین نویز محیطی دچار اختلال شده و اطلاعات خود را از دست میدهند. با این حال، یک رویکرد نوآورانه و جدید به نام … Read more
در یک پیشرفت چشمگیر در حوزه محاسبات کوانتومی، پژوهشگران موفق به طراحی الگوریتمی کوانتومی شدهاند که قادر است یک معمای پیچیده ریاضی را تنها با یک پرسش (query) حل کند. این روش جدید الگوهای پنهان خاصی را با موفقیت شناسایی میکند؛ کاری که مدتهاست کامپیوترهای کلاسیک و حتی رویکردهای کوانتومی پیشین را به چالش کشیده … Read more
کاوش برای کشف ساختارهای پنهان در شبکههای وسیع و پیچیده، یکی از چالشهای بنیادین در علوم کامپیوتر است. محققان همواره در حال بررسی مرزهای جدیدی هستند و یکی از امیدوارکنندهترین آنها، محاسبات کوانتومی است. اما آیا این فناوری واقعاً میتواند یک مزیت قطعی ایجاد کند؟ مطالعهای جدید توسط پژوهشگرانی از دانشگاه ماساچوست امهرست و اینریا … Read more
در دنیای شگفتانگیز و پیچیده مکانیک کوانتوم، اطلاعات میتوانند به شکلی هوشمندانه پنهان یا «ماسک» شوند، که این موضوع تهدیدی جدی برای آینده ارتباطات و محاسبات امن کوانتومی محسوب میشود. اما اگر بتوانیم به یک ماشین بیاموزیم که این تردستی کوانتومی را تشخیص دهد چه؟ 🤔 این دقیقاً همان کاری است که تیمی از پژوهشگران … Read more
با نزدیک شدن به عصر محاسبات کوانتومی، پایههای امنیت دیجیتال کنونی ما با تهدیدی بیسابقه روبرو شده است. کامپیوترهای کوانتومی قدرتمند روزی خواهند توانست استانداردهای رمزنگاری را که از همه چیز، از حسابهای بانکی ما گرفته تا اسرار امنیت ملی، محافظت میکنند، بشکنند. اما نگران نباشید، ذهنهای برتر جهان در حال ساخت نسل بعدی دفاع … Read more
در دنیای شگفتانگیز مکانیک کوانتوم، درهمتنیدگی یک ستارهی درخشان است. این همان ارتباط «شبحوار» است که به دو ذره اجازه میدهد بدون توجه به فاصله، به یکدیگر متصل باشند. اما برای اینکه این ارتباط در فناوریهایی مانند محاسبات کوانتومی و ارتباطات غیرقابل هک مفید باشد، باید کاملاً شفاف و خالص باشد. مشکل اینجاست که در … Read more
آیا تا به حال به رقص پیچیده مولکولها در داخل یک سلول فکر کردهاید؟ شبیهسازی این دنیای پیچیده همواره یک چالش عظیم برای دانشمندان بوده و حتی قدرتمندترین ابررایانهها را نیز به مرز تواناییهایشان رسانده است. تعداد خالص برهمکنشها به قدری سریع افزایش مییابد که یک ترافیک محاسباتی عظیم ایجاد میکند که به آن «نفرین … Read more