به گزارش ثریا - دانشمندان چینی در تازهترین مقاله خود، گزارش کردهاند که یک بلوک کوانتومی ساختهاند که حتی وقتی تکان داده شود، دستنخورده باقی میماند. این دستاورد با استفاده از یک پردازنده کوانتومی ابررسانای قدرتمند و قابل برنامهریزی به نام زوچونگژی ۲ (Zuchongzhi 2) محقق شده است.
اهمیت بلوک کوانتومی شکستناپذیر
به نقل از آیای، برای درک اهمیت این کار، تصور کنید میخواهید یک حباب صابون را در حالی که از میان یک اتاق شلوغ عبور میکنید، سالم نگه دارید. حفظ کردن اطلاعات کوانتومی تقریبا همینقدر سخت است.
روشهای سنتی اصلاح خطا کمک میکنند، اما پیچیدهاند و به تعداد زیادی کیوبیت اضافی نیاز دارند. گروه پان رویکرد متفاوتی در پیش گرفت: استفاده از توپولوژی، شاخهای از ریاضیات که ویژگیهای کلی شکلها را بررسی میکند.
در فازهای توپولوژیک ماده، برخی ویژگیها بهطور شگفتانگیزی مقاوم میشوند، زیرا به خصوصیات کلی وابستهاند نه به جزئیات شکننده و حساس. پژوهشگران پیشتر مواد توپولوژیکی را بررسی کرده بودند که حالتهای محافظتشده آنها در لبهها ظاهر میشوند.
اما گروه چینی به دنبال چیزی دشوارتر بود: فازهای توپولوژیک مرتبه بالاتر، جایی که حالتهای محافظتشده در نواحی کوچکتر، مثل گوشهها، جمع میشوند. این «حالتهای گوشهای» کاملا شکستناپذیر نیستند، اما میتوانند در برابر آشفتگی، مقاومتر از حالتهای کوانتومی معمولی باشند.
چالش ویژه این پروژه آن بود که گروه روی نسخههای غیرتعادلی این فازها تمرکز کرد. سیستمهایی که دائما در حال تحول یا تحت نیروهای خارجی هستند، نه اینکه در یک حالت پایدار قرار بگیرند.
چنین فازهایی بهطور طبیعی در مواد رخ نمیدهند و دانشمندان ابزارهای قابل اعتمادی برای آزمایش یا مشاهده آنها نداشتند.
دستیابی به رفتار توپولوژیک مرتبه بالا
برای حل این مشکل، پژوهشگران بخشی از پردازنده ابررسانای زوچونگژی 2 را به کار گرفتند و یک شبکه ۶ در۶ کیوبیتی را بهعنوان شبیهساز کوانتومی قابل برنامهریزی، چیدند.
از آنجا که این پردازنده مانند یک واحد پردازش مرکزی کوانتومی قابل پیکربندی است، گروه توانست تعاملات دقیقی بین کیوبیتها طراحی کند که مادهای مصنوعی با رفتار توپولوژیک مرتبه بالا را شبیهسازی کند.
سپس آنها دنبالهای از عملیات کنترلشده را اعمال کردند تا فازهای توپولوژیک غیرتعادلی مورد نظرشان را تولید کنند. برای آشکارسازی این فازها، به جای بررسی ویژگیهای ایستا، رفتار تکاملی کیوبیتها را اندازهگیری کردند.
با ردیابی این دینامیکها، آنها نشانههای مشخص حالتهای گوشهای را شناسایی کردند و تأیید کردند که هم فازهای توپولوژیک تعادلی و هم غیرتعادلی مرتبه بالا با موفقیت شبیهسازی شدهاند.
نویسندگان مطالعه مینویسند: در این پژوهش، ما هم فازهای توپولوژیک تعادلی و هم غیرتعادلی مرتبه بالا را با استفاده از یک پردازنده کوانتومی ابررسانای دوبعدی قابل برنامهریزی، پیادهسازی کردیم.
به بیان ساده، گروه با استفاده از یک پردازنده کوانتومی، شکلی از ماده را ساختند و بررسی کردند که بهطور طبیعی وجود ندارد و نشان داد که این ماده میزبان حالتهای کوچک و محافظتشده توپولوژیکی در گوشههاست که رفتاری متفاوت از آرایشهای معمول کیوبیت دارند.
چشماندازها و چالشهای آینده
بلوک کوانتومی ساختهشده توسط پژوهشگران نخستین نمایش آزمایشی فازهای توپولوژیک غیرتعادلی مرتبه بالا روی یک پردازنده کوانتومی قابل برنامهریزی است.
این نشان میدهد که حتی پردازندههای کوانتومی امروزی با نویز زیاد میتوانند بهعنوان سکوی چندمنظوره برای ساخت و مطالعه حالتهای عجیب ماده استفاده شوند و ابزار قدرتمندی برای آینده علم کوانتوم فراهم کنند.
هرچند این کار هنوز یک کیوبیت کاملا مقاوم در برابر خطا ایجاد نکرده است، اما مسیر امیدوارکنندهای را نشان میدهد که در آن استفاده از توپولوژی برای طراحی حالتهای کوانتومی که بهطور طبیعی نسبت به برخی آشفتگیها کمتر حساساند، به کار میرود.
اگر چنین حالتهای محافظتشدهای بتوانند در سختافزار آینده مهندسی شوند، میتوانند پایهای برای حافظه یا واحدهای منطقی کوانتومی قابل اعتمادتر باشند. این امر به نوبه خود میتواند راه را برای رایانش کوانتومی در مقیاس بزرگ باز برای انجام وظایفی مانند شبیهسازیهای پیچیده، طراحی مواد پیشرفته یا پژوهش در هوش مصنوعی باز کند.
با این حال، چالشهای مهمی باقی مانده است. برای نمونه، حالتهای گوشهای محافظتشدهای که اینجا نشان داده شدند، در یک محیط شبیهسازیشده و کنترلشده وجود دارند نه در یک ماده فیزیکی واقعی. پایداری آنها در برابر نویز دنیای واقعی هنوز نیازمند آزمایش دقیق است و این روش باید بسیار فراتر از یک آرایه ۶×۶ کیوبیتی گسترش یابد تا در ماشینهای عملی کاربرد داشته باشد.
گامهای بعدی شامل بررسی تعاملات بین کیوبیتها، مطالعه فازهای توپولوژیک پیچیدهتر و بهکارگیری این رویکرد برای بررسی مواد کوانتومی طراحیشده سفارشی چه در حالت تعادلی و چه غیرتعادلی خواهد بود.
این مطالعه در مجله Science منتشر شده است.
منبع : کوانتوم
از خرید کابل برق چه میدانید؟ راهنمایی که پیش از هر بازسازی باید بخوانید
اقتدار دفاعی ایران، ایدهای نو در بازیهای رومیزی
۳۵ ثانیه، ۷۲۰ هزار گلوله در لامرد/ جنایتی که روایت نشد
آئین اختتامیه روایت علوی برگزار شد
بازیهای تیم ملی فوتبال ایران در سینماها پخش میشود
معرفی چهار آلبوم موسیقی تازه وارد در فضای مجازی
روایت جواد موگویی از یک جنایت جنگی: حادثه لامرد در سایه روایتهای اشتباه رسانهای گم شد
جزئیات برنامههای محرمی اوقاف در قالب طرح سوگواره بصیرت عاشورایی اعلام شد
دقت در نسبت با خاستگاه علوم انسانی بسیار مهم است
پویش «ایران در پناه قرآن» تا پایان خرداد تمدید شد
برگزاری نمایشگاه معماری حرمین شریفین در مکه مکرمه
حمایت آیت الله رشاد از بازسازی و ساخت مجدد کنیسه آسیب دیده در جنگ
آیا در جنگ هرکاری مجاز است؟ نگاهی به اخلاق در میدان نبرد
تأثیر سوابق پایه یازدهم در کنکور ۱۴۰۵ مثبت شد / ۶ درس نهایی برای کنکور
راز حذف زمینههای فلسفی «یوگا» در نسخه مدرن
آذینبندی و شادیهای عمومی باید به عنوان مدخل معرفت باشد
فرایند محدودیت در اینترنت شفاف میشود؛ ماجرای اینترنت پرو و خط سفید چه بود؟
۷۸ درصد ترافیک اینترنت به حالت قبل و اول دی ماه بازگشت
آغاز ثبت نام آزمون کاردانی به کارشناسی از ۲۴ خرداد ماه
مصوبه افزایش حقوق اعضای هیئت علمی لغو نشده است
تداوم فعالیت علمی دانشگاه شهید بهشتی با وجود آسیب در جنگ
ضیافت نور در آسمان خرداد؛ دیدار دو سیاره منظومه شمسی در آسمان ایران
نسخه جدید چتجیپیتی؛ از تولید عکس تا رزرو سفر در یک پنجره
مهلت دفاع از پایان نامه دستیاران پزشکی تا پایان آذر ۱۴۰۵ تمدید شد
حضوری شدن برخی امتحانات دانشگاه علم و صنعت در مقطع کارشناسی
ایران در جمع ۶ کشور دارای توان ساخت تجهیزات پیشرفته کرایوژنیک
چرا نقش استادان دانشگاه فراتر از کلاس درس است؟
انویدیا با غولهای فناوری کره جنوبی قرارداد بست
هوش مصنوعی زلزله یاب شد
ثبتنام خودکار ۸۵ درصد دانشآموزان ابتدایی در استان سمنان
فعالیت ۳۷ هزار سفیر سلامت دانشآموزی
هفته بینالمللی قرآن در کربلا افتتاح شد
چرا روابط فیلم «تهران کنارت» در سطح ماند؟
ولایت فقیه یک هویت تمدنی و تاریخی برای ملت ایران است
تأکید رئیس جهاددانشگاهی بر رفع موانع دیوانسالاری و بازگشت به شورای عالی انقلاب فرهنگی
دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی: دستورات لازم برای حضور فعالتر جهاد دانشگاهی صادر میشود
دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاهها
دستگاههای اجرایی ملزم به استفاده از پیامرسانهای بومی شدند
طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بینظیر
پیش ثبتنام الکامپ ۲۹ آغاز شد
امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانشآموختگان فراهم شد
اجماع شورای عالی انقلاب فرهنگی بر تأثیر قطعی سوابق تحصیلی یازدهم و دوازدهم در کنکور ۱۴۰۵
جزئیات احکام انضباطی دانشجویان در ایمیل معاون دانشجویی دانشگاه شریف به اساتید
امتحانات دانشگاه علمی کاربردی غیرحضوری شد
امام در اصول فقه به «عرف عقلایی» اهمیت میداد
خبرنگاران ایرانی از دریافت ویزا برای پوشش جام جهانی محروم شدند
موقوفات چطور به حل مشکلات اقتصادی ورود کردهاند؟
زندگی امام موسی کاظم (ع) تابلویی تمامعیار از مدیریت بحران و کادرسازی دینی است
بازیگر معروف ایرانی نقش ترامپ را بازی میکند+عکس
بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگترین سرمایه یک هنرمند است
متن جدید امیرحسین قیاسی در حمایت از ایران و در واکنش به جنگ
آیتالله مبلغی: نخستین ثمره استقامت، گشایش راهها و شکستن بنبستهاست
ثبت نام ۲ هزار هیئت جدید در سامانه عطر سیب/ رویکرد نمایشگاه امسال خانواده محور است
خدمترسانی موکب ها به زائران عید غدیر در نجف اشرف
روایتی از بزرگترین وقف درمانی تهران در کتاب «میراث فرمانفرما»
آخرین حضور و غیاب کودکان شهید میناب با حضور پرویز پرستویی
بازیگر معروف فیلم پدرخوانده ترامپ را ظالم و فاسد خواند
روایت الگوی خانواده موفق در «زندگی زیباست» رادیو معارف
آنچه سیاهچالهای عباسی درباره امام کاظم(ع) پنهان نکردند
چرا روایت ماکان نصیری از صدها گزارش خبری اثرگذارتر شد؟
کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمیشود
امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم میشود
ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت
قائم مقام دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی منصوب شد
حمایت جدی دانشگاه آزاد از دانشجویان دکتری؛ دستورالعمل پژوهشی نیمسال ۱۴۰۴۲ آمد
خط فارسی، مرجعیت علمی ایران را منطقهای میکند
وزارت آموزش و پرورش اعلام برنامه امتحانات نهایی را تکذیب کرد
رویکرد تحولی سمپاد از تربیت دانشآموز موفق به سوی پرورش انسان اثرگذار
هوش مصنوعی افکار رئیس جمهور چین را ترویج میکند
شورای عالی انقلاب فرهنگی: تغییری در تأثیر قطعی معدل کنکور امسال نداریم
تعلل دولت در اجرای طرح ترمیم حقوق، شکاف بیاعتمادی را گسترش داد
نمایهشدن سه مجله دانشگاه تهران در کتابخانه دیجیتال آلمان
مصاحبه دکتری دانشگاه علامه طباطبائی از فردا آغاز میشود
یک روز جابجایی در برنامه امتحانات دانشگاه صنعتی شریف
اقتباسی عروسکی از رمان «اسب جنگی» به روی صحنه رفت
مساله وطن در صدای علیرضا قربانی و نجابتِ اندوه در آهنگ جدید او
بزرگترین وداع قرن برای امام امت/ بدرقهای به وسعت ایران
جناب خان و هومن به آنتن تلویزیون برگشتند
کتاب برای رهبر شهید ابزار ساخت انسان و جامعه بود
پیکر آیتالله العظمی محمد اسحاق فیاض در کاظمین و کربلا تشییع شد
حمایت از ۳۵۰ استاد برای هدایت تحقیقات
امکان ادامه تحصیل مجدد در پزشکی، دندانپزشکی و داروسازی برای دانشآموختگان فراهم شد
تاثیر معدل در کنکور به دلیل غیبت شما هنوز بررسی نشده است
جزئیات آزمون مرحله غیرمتمرکز سی و یکمین المپیاد علمی دانشجویی اعلام شد
آغاز کلاسهای حضوری دانشگاه صنعتی شریف از ۲۳ خرداد
جزئیات ثبت نام آزمون دستیاری دندانپزشکی را اینجا بخوانید
غدیر؛ واقعهای فراتر از تاریخ با ابعاد کلامی و تمدنی
مداح بحرینی سلب تابعیت شده به ایران میآید
آیتالله فیاض رحلت کرد/ مرجعی که آیتالله خویی او را نور چشمش می دانست
بررسی وضعیت اشتغال بیش از ۴۰۹ هزار دانشآموخته/ علوم پزشکی در صدر اشتغال
تنگه هرمز را بیشتر بشناسید
حقوق اساتید چه نیازهایی را برآورده میکند؟
مرور آثاری که با موضوع غدیر خلق شدند
حجتالاسلام محمد قمی: نهضت خمینی همچنان ادامه دارد
هوش مصنوعی افکار رئیس جمهور چین را ترویج میکند
بیوک میرزایی: محبت مردم بزرگترین سرمایه یک هنرمند است
کتاب صمود روایتی از دردی که از دور فهمیده نمیشود
طرح جدید دانشکده مدیریت شریف برای جذب دانشجوی دکتری با مزایای بینظیر
اجماع اولیه فرو ریخت/ خبرگان بر روی رهبر شهید به توافق نرسیدند
سیمای فراتاریخی «قهرمان مردم» در لایههای هنر، عرفان و ادبیات
ترس اروپا از خاموشی دیجیتال شدت گرفت
شورای عالی انقلاب فرهنگی: تغییری در تأثیر قطعی معدل کنکور امسال نداریم
حمایت جدی دانشگاه آزاد از دانشجویان دکتری؛ دستورالعمل پژوهشی نیمسال ۱۴۰۴۲ آمد
غدیرخم تبیینگر مدل حکمرانی الهی و الگوی زیست مؤمنانه است
غدیر برای کودک نیازمند تخیل است
امکان ارسال مستقیم جستجو به هوش مصنوعی در گوگل فراهم میشود
سه انفجار خورشیدی در یک شبانهروز رخ داد
درک پیام غدیر؛ امامت، ستون فقرات حفظ اسلام در جامعه
بزرگترین وداع قرن برای امام امت/ بدرقهای به وسعت ایران
دومین فراخوان تربیت مجاهد فرهنگی توسط نهاد نمایندگی رهبری در دانشگاهها
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.