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
نماز شب اول قبر چگونه خوانده میشود؟ زمان اقامه نماز رهبر شهید
سیره امام سجاد(ع) در کادرسازی فکری و تجدید حیات معنوی جامعه
دستیابی به جامعه قرآنی هدف متعالی رهبر شهید
گسست معرفتی در اندیشه ایرانی از چالشها تا راهکارها
لبنانیها هفته بزرگداشت تشییع امام مستضعفان را برگزار می کنند
آرامگاه ابدی رهبر شهید انقلاب در رواق دارالذکر حرم امام رضا(ع)
تصویر/ما همه خونخواه توییم خامنهای...
پیکر رهبر شهید و خانواده ایشان در این رواق حرم مطهر رضوی به خاک سپرده میشود
برای بابای زهرای کوچک و آزمون سخت او در شهادت زن و فرزند
ریشه انتقام در فرهنگ ایرانی شیعی به کجا برمیگردد؟
روسیه به دنبال مختل کردن استارلینک در اوکراین
تأکید شورای عالی انقلاب فرهنگی: تعیین تاریخ امتحانات نهایی و کنکور بر عهده متولیان اجرایی
کاهش تنوع مدارس با هدف تحقق عدالت آموزشی در دستور کار آموزش و پرورش
شیوهنامه اجرایی طرح حامی ویژه تابستان ۱۴۰۵ ابلاغ شد
درخشش تیم ملی المپیاد فیزیک جمهوری اسلامی ایران در مسابقات جهانی
وداع با معلم یک ملت تجلی سرمایه اجتماعی یک ملت
جایگاه آموزش و پرورش در منظومه فکری رهبر شهید کجا بود؟
رتبه نخست دانشگاه صنعتی امیرکبیر در شاخص نوآوری
توزیع کارت کنکور ارشد از ۲۲ تیر آغاز میشود
اطلاعیه دانشگاه آزاد درباره امتحانات دانشجویان تحصیلات تکمیلی
نسخه جدید چت جی تی پی راه اندازی میشود
رباتها حس لامسه پیدا میکنند
یک خبر ترسناک: ربات انسان نما به همکارانش حمله کرد
زبالههای فضایی در ساحل استرالیا نمایان شدند
تولید سوخت جت پایدار از دی اکسیدکربن صنعتی ممکن شد
کاوشگر ژاپنی توانست از یک سیارک تصویر ثبت کند
هوش مصنوعی دیپ سیک به دنبال تراشه سازی رفت
هم اکنون انبوهی از سوخت رسان های آمریکایی درحال پرواز در نزدیکی تنگه هرمز هستند
گلباران پیکر مطهر رهبر شهید انقلاب توسط دانشجویان
اقتدار علمی ایران؛ محور همیشگی رهنمودهای رهبر شهید
رهبر شهید ایران در آغوش ملت ایران
کلاسهای تابستانی دانشگاه آزاد مجازی شد
ضوابط برگزاری امتحانات مجازی و جزئیات ترم تابستان شریف اعلام شد
گروههای امدادی دانشگاه آزاد از نخستین لحظات تشییع رهبر شهید به خدمترسانی زائران پرداختند
محتوای کاربران گوگل برای آموزش هوش مصنوعی به کار میرود
تصویری از مراسم بدرقه رهبر شهید انقلاب
حضرت آیت الله جوادی آملی در جمکران بر پیکر رهبر شهید انقلاب نماز می خواند
هوش مصنوعی وارد عصر امنیت ملی میشود
بسیج همهجانبه دانشگاه آزاد برای خدمت زائران امام شهید
نگاهی به حضور کسب و کارهای مجازی در بدرقه رهبر شهید
هدایتهای روشنگرانه رهبر شهید در حوزه علم و فناوری
شماره جدید مجله دانشمند منتشر شد
چه کسی بر پیکر رهبر کبیر انقلاب نماز اقامه کرد؟
تشییع رهبر شهید انقلاب، صحنهای تاریخی برای نمایش وفاداری ملت ما است
جامعه رستگار، راهبرد رهبر شهید در امت سازی
«آیفون» به تنهایی کسی را مدرن نمیکند/اخلاق ویژه جامعه شبهمدرن شهری!
پویش ختم جمعی قرآن به یاد رهبر شهید
روایتی از نماد و معنا در انیمیشن های متاخر کودکان
کاظمی: ۵ هزار مدرسه برای اسکان زائران آماده شد
دعوت وزیر آموزش و پرورش از دانشآموزان و فرهنگیان برای حضور در آیین وداع و تشییع
میزبانی دانشگاه امیر کبیر از ۳۰۰۰ نفر از زائرین مراسم تشییع رهبر شهید
ماموریت نجات تلسکوپ ناسا آغاز شد
تعویق دوباره امتحانات نهایی دانش آموزان ممکن نیست
دعوت جهاددانشگاهی از دانشگاهیان برای حضور در مراسم تشییع رهبر شهید
تأکید بر صیانت از اقتدار ملی و تبعیت از رهبری در مذاکرات آتی
آمادگی دانشگاه علامه برای اسکان ۶ هزار زائر مراسم تشییع رهبر شهید
قابلیت جدید چت در تلگرام دردسرساز شد
توجه رهبر شهید به نخبگان؛ تحول سیاستگذاری علمی با محوریت نوآوری و نسل جوان
نقشۀ مسدودی خیابانهای منتهی به مصلی تهران
حضور سردار سید مجید موسوی در مراسم وداع با رهبر شهید انقلاب
رزمندگان هوافضای سپاه در آماده باش کامل عملیاتی
کشف یک سیاره قابل سکونت در ۲۵ سال نوری از زمین
چگونه ناتوانی دولت قاجار و ظلم دشمن، «قحطی بزرگ»را در جنگ جهانی رقم زد؟
دعوت معاون علمی رئیس جمهور از نخبگان برای حضور در آیین تشییع رهبر شهید
دعوت ستاد کانونهای مساجد از مردم برای حضور در تشییع رهبر شهید
تصویری از یادبود کودکان مظلوم و شهید میناب
بازدید سردار وحیدی از بیمارستان موقت مصلای تهران
آیا تو را تشییع میکنیم، یا بخشی از هویت خویش را؟
رقیب چینی جدید اوپن ای آی و آنتروپیک از راه رسید
جمعیت حاضر در مقابل ورودی های منتهی به مصلی تهران
رهبر شهید انقلاب اسلامی، حکمرانان را خادمان ملت میدانستند
رهبر شهید: متن تاریخ، منظومه معرفت، میراث تمدن
واکنش زینب سلیمانی به آخرین وداع با رهبر شهید در حسینیه امام
سوء استفاده آمریکا و اسرائیل از هوش مصنوعی در جنگ
هماکنون انتظار دلدادگان رهبر شهید برای ورود به مصلی تهران
بسیج اپراتورها برای مدیریت ترافیک ارتباطی در مراسم تشییع رهبر شهید
گامی تازه در درمان نابینایی برداشته شد
مرحله کتبی آزمون پذیرش فلوشیپ پزشکی برگزار شد
دعوت بسیج اساتید برای شرکت در بدرقه باشکوه پیکر مطهر آقای شهید ایران
دانشگاهها برای وداع با رهبر شهید انقلاب آماده میشوند
بسیج همهجانبه دانشگاه آزاد برای خدمت زائران امام شهید
میزبانی دانشگاه امیر کبیر از ۳۰۰۰ نفر از زائرین مراسم تشییع رهبر شهید
اقتدار علمی ایران؛ محور همیشگی رهنمودهای رهبر شهید
تصویری از مراسم بدرقه رهبر شهید انقلاب
هدایتهای روشنگرانه رهبر شهید در حوزه علم و فناوری
هوش مصنوعی وارد عصر امنیت ملی میشود
هم اکنون انبوهی از سوخت رسان های آمریکایی درحال پرواز در نزدیکی تنگه هرمز هستند
گلباران پیکر مطهر رهبر شهید انقلاب توسط دانشجویان
چه کسی بر پیکر رهبر کبیر انقلاب نماز اقامه کرد؟
حضرت آیت الله جوادی آملی در جمکران بر پیکر رهبر شهید انقلاب نماز می خواند
جامعه رستگار، راهبرد رهبر شهید در امت سازی
شماره جدید مجله دانشمند منتشر شد
نگاهی به حضور کسب و کارهای مجازی در بدرقه رهبر شهید
تشییع رهبر شهید انقلاب، صحنهای تاریخی برای نمایش وفاداری ملت ما است
ماموریت نجات تلسکوپ ناسا آغاز شد
رتبه نخست دانشگاه صنعتی امیرکبیر در شاخص نوآوری
تأکید شورای عالی انقلاب فرهنگی: تعیین تاریخ امتحانات نهایی و کنکور بر عهده متولیان اجرایی
پویش ختم جمعی قرآن به یاد رهبر شهید
کاظمی: ۵ هزار مدرسه برای اسکان زائران آماده شد
تعویق دوباره امتحانات نهایی دانش آموزان ممکن نیست
توزیع کارت کنکور ارشد از ۲۲ تیر آغاز میشود
روایتی از نماد و معنا در انیمیشن های متاخر کودکان
«آیفون» به تنهایی کسی را مدرن نمیکند/اخلاق ویژه جامعه شبهمدرن شهری!
دعوت وزیر آموزش و پرورش از دانشآموزان و فرهنگیان برای حضور در آیین وداع و تشییع
اطلاعیه دانشگاه آزاد درباره امتحانات دانشجویان تحصیلات تکمیلی
درخشش تیم ملی المپیاد فیزیک جمهوری اسلامی ایران در مسابقات جهانی
شیوهنامه اجرایی طرح حامی ویژه تابستان ۱۴۰۵ ابلاغ شد
پیکر رهبر شهید و خانواده ایشان در این رواق حرم مطهر رضوی به خاک سپرده میشود
رهبر شهید ایران در آغوش ملت ایران
تصویر/ما همه خونخواه توییم خامنهای...
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.