به گزارش ثریا - در پیشرفتی چشمگیر در زمینه رایانش کوانتومی، پژوهشگران دانشگاههای کپنهاگ، بریستول و شرکت «اسپارو کوانتوم» (Sparrow Quantum) با طراحی معماریای مبتنی بر فوتونهای زمانکدگذاریشده و نقطههای کوانتومی، گامی اساسی در مسیر تحقق رایانه کوانتومی فوتونی مقاوم در برابر خطا برداشتهاند. این طرح که در سرور پیشچاپ arXiv منتشر شده، نهتنها مبتنی بر اجزای آزمایشگاهی موجود است، بلکه با رعایت ملاحظات فنی و شبیهسازی دقیق خطاها، امیدها برای ساخت سامانهای واقعی و مقیاسپذیر را تقویت کرده است.
برخلاف رویکردهای مرسوم که به منابع فوتونی تصادفی متکی هستند، این معماری جدید از منابع قطعی فوتون در قالب نقطههای کوانتومی درون موجبرهای بلور فوتونی استفاده میکند. این منابع با بهرهگیری از پالسهای لیزری دقیق و چرخشهای اسپینی، زنجیرهای از فوتونهای درهمتنیده در زمان تولید میکنند که پایه اصلی محاسبات کوانتومی را شکل میدهد.
معماری پیشنهادی بر مدل رایانش کوانتومی مبتنی بر همجوشی (FBQC) استوار است. در این مدل، بهجای ساخت مدارهای بزرگ و پیچیده، محاسبات از طریق اندازهگیریهای درهمتنیده بر مجموعهای از حالتهای منبع کوچک انجام میشود. بهاینترتیب با استفاده از دروازههای همجوشی بازگشتی (RUS) که تا زمان موفقیت تکرار میشوند، فوتونها در یک شبکه ماژولار کمعمق بههم متصل شده و تلفات نوری بهطرز محسوسی کاهش مییابد.
برای اصلاح خطای بلادرنگ، پژوهشگران از ساختار شبکهای موسوم به کد رنگی فلوکه سهبعدی (sFFCC) بهره گرفتهاند. این شبکه پیچیده، خطاهای ناشی از تلفات فوتونی، واپاشی اسپینی و نامتمایز بودن فوتونها را تشخیص داده و اصلاح میکند. شبیهسازیهای انجامشده نشان دادهاند که معماری طراحیشده، آستانههای حیاتی برای تحمل خطا را حتی در شرایط واقعی و پرنویز حفظ میکند.
طرح پیشنهادی شامل سه بخش اصلی است:
منابع تولید فوتون درهمتنیده (EPS): این منابع مبتنی بر نقاط کوانتومی جاسازیشده در موجبرهای بلوری هستند و قادر به تولید زنجیرهای از فوتونهای زمانکدگذاریشدهاند که با حالت اسپینی الکترون درهمتنیدهاند.
مدارهای اندازهگیری همجوشی: فوتونهای تولیدی از طریق سوییچها و تقسیمکنندههای نوری به دروازههای همجوشی هدایت میشوند تا در همتنیدگی زوجهای فوتونی صورت گیرد. عملکرد این مدارها به نتایج آشکارسازی بستگی دارد و در صورت عدم موفقیت، بهطور بلادرنگ بازپیکربندی میشوند.
واحد کنترل کلاسیک: این بخش مسئول هماهنگی کل سیستم، ثبت موفقیت یا شکست همجوشی و ارسال سیگنالهای کنترلی به منابع فوتونی است. این واحد، عملیات اصلاح خطا و هماهنگسازی سامانه را در مقیاس نانوثانیه انجام میدهد.
این مطالعه همچنین الزامات دقیق سختافزاری مانند زمان مرده آشکارسازها، نرخ تکرار پالسها و سرعت سوییچهای فاز را مشخص کرده و نشان میدهد که بسیاری از این الزامات با فناوریهای کنونی نقاط کوانتومی قابل تحقق هستند. برای نمونه، این سیستم در کد تصحیح خطای کوچک (با طول L=۳)، تنها به ۵ فازشکن فعال و ۸ تقسیمکننده نوری غیرفعال برای هر فوتون نیاز دارد؛ ساختاری بسیار کمحجم و کارآمد.
بااینحال، این نقشه راه خالی از چالش نیست. مهمترین محدودیت، وابستگی زیاد آن به بلوغ سختافزاری نقاط کوانتومی است. برای دستیابی به عملکرد پایدار، به زمان همدوسی اسپینی بالای ۱۲ میکروثانیه و یکنواختی فوتونی بیش از ۹۶ درصد نیاز است؛ مقادیری که در آستانه توان فناوری فعلی قرار دارند. همچنین اجرای موفق الگوریتمهای بازگشتی مانند RUS مستلزم کنترل الکترونیکی بسیار سریع و دقیق در مقیاس نانوثانیهای است که نیاز به یکپارچهسازی سختافزارهای اپتیکی و الکترونیکی دارد.
پژوهشگران در پایان، مسیرهای آینده برای بهبود عملکرد این معماری را شامل افزایش چرخهپذیری نوری، کنترل بهتر اسپین هستهای، کاهش خطای دروازههای همجوشی و طراحی تراشههای مجتمع نوری میدانند. استفاده از فناوریهای جدید نظیر فوتونیک مبتنی بر نیوبیتات لیتیوم یا نیترید سیلیکون نیز برای کاهش تلفات اپتیکی پیشنهاد شده است.
بهگفته نویسندگان، این نقشه راه با تکیه بر اجزای آزمایششده و دادههای تجربی، نخستین گام معتبر برای انتقال رایانش کوانتومی فوتونی از قلمرو نظری به دنیای کاربردی و صنعتی است. با روشن شدن مسیر پیش رو، اکنون تمرکز میتواند از پژوهشهای بنیادی به توسعه مهندسی هدفمند تغییر یابد.
منبع : کوانتوم
پارادوکس رفاه و رضایت؛ چرا مدرنیته ما را شادتر نکرد؟
پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰
عالمی که علم و مبارزه را به سنگر امامت جمعه پیوند زد
نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی
نسل امروز بی ارادهتر از نسل قبل است؟
از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوهای از حرم بانوی کرامت
حجتالاسلام قمی: مردم نمیگذارند قیمت پایان جنگ، فروختن عزت ایران باشد
جزئیات برگزاری بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
خیابان و زندگی؛ واکاوی نقش زنان در پایداری اجتماعات شبانه
«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج
چرا عرفانهای نوپدید برای جوان امروز جذاباند؟
نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال
شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد
دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) موقتا تغییر نمیکند؛ آغاز ایمنسازی
«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی
حسین علیزاده مهمان «همکلام» میشود
بازی «بومبوم» با حضور خانواده شهید طهرانیمقدم رونمایی شد
«ململ» مهمان نمایشگاه ایران نوشت شد
محرابی که منافقین را به وحشت انداخت؛ چرا مدنی باید ترور میشد؟
اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست
رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریمهای علمی برنامهریزی میکنیم
روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی
توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!
برگزیدگان بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند
اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفتهشدگان تخصصی و فوقتخصصی پزشکی
علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟
مهلت مجدد ثبتنام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاهها
تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی دادههای دانشگاهی
آمار جالب از ازدواجهای دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواجهای دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته
آزمونهای کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار میشود
روباتها در لهستان راهپیمایی کردند
ورود تاکسیهای خودران به ناوگان اوبر در لندن
آموزش ۶۵ هزار آموزگار ابتدایی برای استفاده از ظرفیت بازی و ورزش
وزیر آموزش و پرورش: دریافت هرگونه وجه هنگام ثبتنام در مدارس دولتی ممنوع است
برنامههای «زیست عفیفانه» از مهر در مدارس اجرا میشود
انتظار معاونت علمی از CVCها برای سرمایهگذاری در ۷هزار شرکت نوپا
کارنامه نهایی و دفترچه انتخاب رشته آزمون دستیاری منتشر شد
آلمان موشک و ۵ ماهواره به مدار زمین فرستاد
ظرفیت ۶ هزارنفری دستیاری پزشکی ۱۴۰۵؛ تعیین ظرفیت تعهد مناطق محروم
تحریم علم، رفتار علمی نیست؛ باید به دنبال مسیرهای جایگزین برای انتشار آثار محققان بود
بازنمایی قدرت نرم ایران در شرایط پساجنگ و جایزه جهانی دیپلماسی
آیا اصرار بر تفاوتهای فقهی، آب به آسیاب دشمنان وحدت اسلامی میریزد؟
انتظار، منطق دینی آمادگی تاریخی برای آینده موعود
«تحول تاریخی مفهوم فلسفه» با تقدیر از پرویز ضیاءشهابی رونمایی میشود
نگاهی به حکمرانی فضای مجازی در ایران از منظر تحلیل نهادی تنظیمگری
نظر قرآن درباره مسئولیت اجتماعی برای میانجیگری بین اختلاف زوجین
در همایش ادیان سن پترزبورگ چه گذشت؟ تاکید ایران بر مقاومت
حل موضوع حجاب با «مسئلهمندی مشترک»؛ مردم را درگیر مسئله وحدت کنیم
خود بنده فرهنگ درخشان تو آمد؛ آن قوم که از روی طمع، بنده تو را خواست
فروش «رویای نیمهشب» ۱۰۰ درصد افزایش یافت
نرگس آبیار: سینما را خودآموز یاد گرفتم
بزرگداشت جین فوندا در ونیز؛ از ترامپ بیزارم!
رونمایی از تندیس اکبر عبدی؛ هنرمندی که به خاطرهای ملی تبدیل شد
تصاویری از موشک بالستیک جهاد که در جریان یکی از موجهای عملیات نصر-۲ شلیک شده بود
نگاهی به انیمیشن «سفینه نجات»؛ وقتی تعزیه با ابرقهرمانی فضایی گره میخورد
آغاز ثبت نام بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
افشای هک وب سایت آلمانی توسط هوش مصنوعی اوپن ای آی
انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد تمدید شد
سال تحصیلی جدید دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور آغاز میشود
ظرفیت ۱۴۶ هزار نفری پذیرش در کنکور ارشد ۱۴۰۵
جان مالکوویچ در ونیز تشویق شد؛ هجوم «اسب وحشی نهم» به اسکار
دانشمندی که جواب سوالهایش را از آسمان میخواست
ادامه حاشیههای «آرش» و نوید؛ کیت بلانشت «الکترا» شد
کلونی در جشنواره فیلم ونیز درخشید و با شیر طلا به ترامپ تاخت
جدال دوباره ساترا و ارشاد؛ «داش آکل» وارد میشود
موشک ایرانی موضوع نخستین شماره کتابمجله "آورد"
فراخوانی برای جمع آوری «ایدههای برتر قرآنی»
موانع استجابت دعا چیست؟ طلب مغفرت برای کافران مستجاب نمیشود
مدیر اسلامی با مهندسی انسجام، سلایق را به وحدت عمل در میآورد
تصویری از نماز بر پیکر شهدای عروسی کوهستک سیریک
خوانش هجرتی تاریخی توسط یک زن در سپهر فرهنگی ایران
آغاز ثبت نام دهمین دوره تخصصی صحیفه سجادیه
مداحان کشور برای نوجوانان کلاس مداحی برگزار میکنند
هنر صاحب جواهر ایستادن میان قالب نص و روح تشریع در فقاهت بود
منشور کوروش بدون حتی یک رای مخالف و اصلاحیه در یونسکو ثبت شد
ورود هوش مصنوعی به موضوعات قرآنی و پژوهشهای حدیثی و دینی
پایبندی پل شریدر به هوش مصنوعی؛ فیلم بعدی با AI ساخته میشود
یوسف حاتمی کیا: ۶سال گفتند این فیلم مصلحت نیست؛ مردمی که از غم نان با جان قمار میکنند
واکاوی رابطه هنر و سرمایه در ریبون
آزمونهای کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار میشود
تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی دادههای دانشگاهی
ظرفیت ۶ هزارنفری دستیاری پزشکی ۱۴۰۵؛ تعیین ظرفیت تعهد مناطق محروم
تحریم علم، رفتار علمی نیست؛ باید به دنبال مسیرهای جایگزین برای انتشار آثار محققان بود
مهلت مجدد ثبتنام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟
وزیر آموزش و پرورش: دریافت هرگونه وجه هنگام ثبتنام در مدارس دولتی ممنوع است
آموزش ۶۵ هزار آموزگار ابتدایی برای استفاده از ظرفیت بازی و ورزش
آمار جالب از ازدواجهای دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواجهای دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته
کارنامه نهایی و دفترچه انتخاب رشته آزمون دستیاری منتشر شد
انتظار معاونت علمی از CVCها برای سرمایهگذاری در ۷هزار شرکت نوپا
ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاهها
برنامههای «زیست عفیفانه» از مهر در مدارس اجرا میشود
نرگس آبیار: سینما را خودآموز یاد گرفتم
آغاز ثبت نام بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت
خود بنده فرهنگ درخشان تو آمد؛ آن قوم که از روی طمع، بنده تو را خواست
«تحول تاریخی مفهوم فلسفه» با تقدیر از پرویز ضیاءشهابی رونمایی میشود
انتظار، منطق دینی آمادگی تاریخی برای آینده موعود
نظر قرآن درباره مسئولیت اجتماعی برای میانجیگری بین اختلاف زوجین
اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفتهشدگان تخصصی و فوقتخصصی پزشکی
بازنمایی قدرت نرم ایران در شرایط پساجنگ و جایزه جهانی دیپلماسی
نگاهی به انیمیشن «سفینه نجات»؛ وقتی تعزیه با ابرقهرمانی فضایی گره میخورد
رونمایی از تندیس اکبر عبدی؛ هنرمندی که به خاطرهای ملی تبدیل شد
برگزیدگان بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند
رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریمهای علمی برنامهریزی میکنیم
توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!
بزرگداشت جین فوندا در ونیز؛ از ترامپ بیزارم!
تصاویری از موشک بالستیک جهاد که در جریان یکی از موجهای عملیات نصر-۲ شلیک شده بود
افشای هک وب سایت آلمانی توسط هوش مصنوعی اوپن ای آی
آلمان موشک و ۵ ماهواره به مدار زمین فرستاد
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.