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
هشتاد و دومین شعبه خودرو۴۵ در ستارخان تهران افتتاح شد
صدرنشینی پژوهشگاه ملی سرطان جهاددانشگاهی در بین مراکز تحقیقات پزشکی
سازماندهی اطلاعات ۴۰ هزار پایاننامه ایرانیان خارج از کشور در ایرانداک
سرپرست پارک علم و فناوری فارس منصوب شد
دلتنگ لبخند آقای شهیدیم...
دلیل تأخیر در بازنگری نقشه جامع علمی از زبان دبیر شورای عالی انقلاب فرهنگی
دارویی که تمام نشانگرهای سرطان را از بین برد
بارش بیشتر باران باعث از بین رفتن خشکسالی میشود؟
اولین پرواز مداری «استارشیپ» به تعویق افتاد
تصویر وایرال شده از سرباز اوکراینی
اپل، سامسونگ و گوگل متهم به نقض پتنت صدای فضایی
۸۴ دانشآموز و ۱۸ معلم تهرانی در دو جنگ اخیر به شهادت رسیدند
تغییر کتابهای درسی پایه اول؛ از فارسی تا ریاضی
وزیر آموزش و پرورش: دریافت وجه هنگام ثبتنام مدارس دولتی ممنوع است
۱۵۰۷ فضای آموزشی در جنگ دچار آسیب شد
«دلیران» اولین مستندمسابقه برای کودکان است/ پخش از شبکه کودک
انیمیشن ایرانی «سفینه نجات» امیدبخش است
رونمایی از یک صدای گمشده در کنسرت سازهای ایرانی بنیاد رودکی
راویان جنگ رمضان در رادیو صبا تجلیل میشوند
نتایج المپیاد علمی دانشجویان علوم پزشکی کشور اعلام شد
فرصت مجدد شرکت در آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی علوم پزشکی ۱۴۰۵ فراهم شد
برگزیدگان بیستمین دوره مسابقات ربوکاپ آزاد ایران معرفی شدند
اوپن ای آی هم هک شد
تأکید رئیس دانشگاه تهران و سفیر پاکستان بر تقویت دیپلماسی علمی
ورود بیش از ۷۵۰ هزار دانشجوی جدید به دانشگاهها در مقاطع مختلف
اعلام ۱۰ اولویت پژوهشی برای اتصال ریلی چین به اروپا از مسیر ایران
فراخوان اولویتهای پژوهشی و فناوری سازمان سنجش آموزش کشور منتشر شد
کلاسهای دانشگاههای غیردولتی غیرانتفاعی حضوری برگزار میشود
روایت ۲۰۰ شب استقامت تاریخی در ایران
«انسان و حیوان»؛ گفتگوی کشیشی مسیحی و روحانی مسلمان درباره اخلاق
آیا «الگوریتمها» ما را از نو می سازند!؟ چالش انسان عصر دیجیتال
لیگهای صنعتی ربوکاپ از سال آینده راه اندازی میشود
عرضه دستاوردهای شرکتهای دانشبنیان در نمایشگاه فناوریهای پیشرفته چین
تأکید بر پرورش نسلی دانا، اخلاقمدار و پاسخگو به نیازهای جامعه
هوش چینی در یک وب سایت دولتی آمریکا
نخستین اختراع کشور در زمینه سلول زیستی خورشیدی
امام حسن عسکری(ع) چگونه شیعه را برای عصر غیبت آماده کرد؟
روایتی از نخستین شاهدان تولد امام زمان(عج)؛ مهمترین اقدام امام عسکری
افزایش ۶۰ درصدی مشروطی دانشجویان پس از کرونا
مهلت مجدد ثبتنام آزمون کارشناسی ارشد گروه پزشکی ۱۴۰۵ از ۴ مهرماه
سال تحصیلی دانشگاهها از امروز آغاز شد
تصویر استاد شفیعی کدکنی روی دیوارنگاره میدان جهاد
آغاز ثبتنام نوزدهمین همایش جامع «انتخاب شریف»
رویدادها و اتفاقات، بحران نیستند؛ نحوه مواجهه میتواند بحرانساز باشد
یادداشت کمتردیدهشدهٔ رهبر شهید خطاب به جانبازان حزبالله جنایت پیجری
زمان بازگشایی خوابگاه دانشگاه الزهرا (س) اعلام شد
تمدید مهلت انتخاب رشته پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵
فرصت مجدد ثبت نام در پذیرش بدون آزمون کاردانی مهارتی ۱۴۰۵ فراهم شد
محتوای دروس معارف دانشگاهی براساس تحولات روز و جنگهای اخیر بازنگری میشود
نگرشی نو به حفظ قرآن در مدارس، محور چهارمین همایش ایدهپردازان قرآنی
وطندوستی در نگاه اسلام فضیلت است یا تعصب؟
تصویری از رهبر شهید در مراسم ۳۱۳ هزار نفری جانفدایان
حضور نمادین کاروان مراسم عروسی سیریک در رزمایش جانفدا
حضور مقتدرانه بانوان کلاهکج در رزمایش جانفدا
حضور خاخام اعظم جامعه یهودیان ایران در مراسم جان فدا
فراخوان ارسال مقالات به همایش اربعین در مکتب امام شهید
خبرنگار آمریکایی: گازوییل در فلوریدا و تگزاس تمام شده است+عکس
براساس قواعد فقهی تنظیم گری فضای مجازی ضروری است
نرخ اجارهبهای خوابگاههای دانشجویی در سال جدید اعلام شد+عکس
جانفدایان مسلح به شمشیر و کاتانا
دانشگاه مبعوث رستاخیز دانایی در امتداد غیرت ملی
برگزاری صد و نود و ششمین شب شعر طنز «در حلقه رندان»
فانوس دریایی ادبیات کودک؛ ۸۲ سالگی خالق قصههای مجید
رمزگشایی از یک مشکل رایج اجتماع؛چرا یکدیگر را به آسانی قضاوت می کنیم؟
ولادت امام حسن عسکری(ع) هیئت کجا برویم؟
فرماندار کالیفرنیا کلید قطع هوش مصنوعی ایجاد می کند
مصر حساب شبکه های اجتماعی کاربران زیر ۱۳ سال را ممنوع کرد
جمینای هم هکر شد
ویرایش جدید کتاب «امین زبان و ادب پارسی» منتشر شد
خاتمِ گمشده را باز بجو ای ایران! که بدان حلقه جهان زیر نگین ما بود
ورود کتابهای دیجیتال، پایان عمر کتابهای چاپی نیست
مدادهایی که بعد از تمام شدن، سبز میشوند
ادبیات پایداری روایتی مویرگی از زندگی است
از علیرضا طبایی «باید به آفتاب بگویم»
چه کسی گفته است قهرمانها فقط در خط مقدم ساخته میشوند؟
نوجوان را دستِ کدام کتاب بسپاریم؟
غذا چگونه جایگاه اجتماعی و منزلت افراد را شکل میدهد؟
روایت رادیو تهران از دفاع مقدس؛ از مادران جنگ تا بدرقه فرزندان شهدا
حمایت از فلسطین باعث حذف رپر مشهور شد
فیلم ۱۰۰ جشنواره ایدههاست، روایت فیلمسازان جوان از جنگ در بستر زندگی
نتایج نهایی ۵ آزمون گروه علوم پزشکی منتشر شد
دانشگاه صنعتی امیرکبیر بهدنبال جذب دانشآموزان مستعد کشورهای همسایه
فرصت مجدد ثبت نام در پذیرش بدون آزمون کاردانی مهارتی ۱۴۰۵ فراهم شد
شناسایی خشکیدگی درختان جنگلی با هوش مصنوعی
تمدید مهلت انتخاب رشته پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵
محتوای دروس معارف دانشگاهی براساس تحولات روز و جنگهای اخیر بازنگری میشود
آزمون عملی علوم ورزشی در ۲۶ حوزه کشور کلید خورد
بیل گیتس: همه دولت های جهان عقب تر از هوش مصنوعی هستند
سیامک صفری: ظرفیت بازگشت به سریالهای نوستالژیک اضافه میشود
سامانه «سادان» برای ارزشگذاری داراییهای نامشهود راهاندازی میشود
سال تحصیلی دانشگاهها از امروز آغاز شد
مهلت مجدد ثبتنام آزمون کارشناسی ارشد گروه پزشکی ۱۴۰۵ از ۴ مهرماه
حمایت از فلسطین باعث حذف رپر مشهور شد
از علیرضا طبایی «باید به آفتاب بگویم»
آغاز ثبتنام نوزدهمین همایش جامع «انتخاب شریف»
بیش از ۱۰۰ میلیارد دقیقه مکالمه و ۸۶ میلیارد پیامک تنها در ۳ ماه
رویدادها و اتفاقات، بحران نیستند؛ نحوه مواجهه میتواند بحرانساز باشد
یادداشت کمتردیدهشدهٔ رهبر شهید خطاب به جانبازان حزبالله جنایت پیجری
روند پرداخت یارانههای تغذیه دانشجویان بدون تغییر ماند
افزایش ۶۰ درصدی مشروطی دانشجویان پس از کرونا
معرفی بهترین برنامههای تلویزیونی ۲۰۲۶؛ «خلیج بیوه» ۱۴ جایزه امی برد
نوجوان را دستِ کدام کتاب بسپاریم؟
روایت رادیو تهران از دفاع مقدس؛ از مادران جنگ تا بدرقه فرزندان شهدا
ادبیات پایداری روایتی مویرگی از زندگی است
تصویر استاد شفیعی کدکنی روی دیوارنگاره میدان جهاد
غذا چگونه جایگاه اجتماعی و منزلت افراد را شکل میدهد؟
حضور خاخام اعظم جامعه یهودیان ایران در مراسم جان فدا
فیلم ۱۰۰ جشنواره ایدههاست، روایت فیلمسازان جوان از جنگ در بستر زندگی
ورود بیش از ۷۵۰ هزار دانشجوی جدید به دانشگاهها در مقاطع مختلف
تصویری از رهبر شهید در مراسم ۳۱۳ هزار نفری جانفدایان
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.