افزایش فیدیلیتی گیت دو کیوبیتی فلاکسینیوم با استفاده از یک جفت‌کننده‌ی ترنسمون تنظیم‌پذیر

در آینده کامپیوترهای کوانتومی، قادر به حل مسائلی خواهند بود که برای ابرکامپیوترهای کلاسیک امروزی بسیار پیچیده می‌باشد. در یک کامپیوتر کلاسیک، محاسبات با اعمال گیت‌ها ،به‌عنوان عملیات منطقی، بر روی یک رشته از بیت‌های صفر و یک انجام می‌شود. در محاسبات کوانتومی نیز می‌توان همین الگو را در نظر گرفت: یک گیت تک کیوبیتی کوانتومی یک عملیات منطقی بر روی یک تک کیوبیت خواهد بود و یک گیت دو کیوبیتی کوانتومی عملیاتی است که بر حالت دو کیوبیتی اعمال می‌شود. فیدیلیتی، دقت عملیات کوانتومی انجام شده بر روی این گیت‌ها را انداز‌ه‌گیری می‌کند. در محاسبات کوانتومی گیت‌هایی با بالاترین فیدیلیتی ممکن، ضروری هستند چراکه خطاهای کوانتومی با افزایش تعداد گیت‌ها به صورت نمایی زیاد می‌شوند.

یادگیری ماشین به اصلاح بهتر خطای کوانتومی کمک می کند.

محققان از یادگیری ماشین برای انجام تصحیح خطا در رایانه‌های کوانتومی استفاده کرده‌اند. این روش از یک سیستم تصحیح خودکار که علیرغم تقریبی بودن، می‌تواند به طور موثر تعیین کند که چگونه می‌توان اصلاحات لازم را انجام داد، تشکیل شده است.

بلورهای ریز، چالش‌های بزرگ

پروسکایت‌های هالیدی، یک خانواده از مواد هستند که به دلیل ویژگی‌های اپتوالکترونیکی بسیار عالی کاربردهای بالقوه‌ای در ساخت سلول‌های خورشیدی با عملکرد بالا، دیودهای LED و لیزرها دارند و از این رو توجه پژوهشگران را به خود جلب کرده‌اند. این مواد به طور عمده در دستگاه‌هایی با ساختار بسیار نازک یا در ابعاد میکرونی به کار رفته‌اند

اصلاح خطای کوانتومی، امیدی برای محاسبات کوانتومی قابل اطمینان

تیمی از محققان در IBM آنچه را که می تواند پیشرفت قابل توجهی در تصحیح خطای کوانتومی باشد، معرفی کرده اند. در مطالعه ای که روی سرور ArXiv ارسال شده است، تیمی که توسط دانشمندان کوانتومی IBM هدایت می شد، در مورد پروتکلی گزارش دادند که به یک چالش مهم در محاسبات کوانتومی، یعنی حساسیت کیوبیت ها به خطاها را با ایجاد یک آستانه عملی برای تصحیح خطای موثر پاسخ می دهد.

بررسی و توضیح ارتباطات بین مغز و روده

فناوری جدید مهندسان MIT می‌تواند مدارهای عصبی را که بر گرسنگی، خلق و خو و انواع بیماری‌ها تأثیر می‌گذارند، کاوش کند.

مواد کوانتومی رفتار غیر لوکالی را نشان می دهد که عملکرد مغز را تقویت میکند 

کنسرسیوم سراسری ” مواد کوانتومی برای محاسبات نورومورفیک با بهینه سازی انرژی ” با نام اختصاری Q-MEEN-C به رهبری دانشگاه سن دیگو کالیفرنیا توسط وزارت انرژی ایالت متحده امریکا مورد حمایت قرار گرفت.

کامپیوترهای کوانتومی می توانند سرعت تجزیه و تحلیل ژنومی را به میزان قابل توجه افزایش دهند.

فناوری توالی‌یابی DNA، یعنی تعیین ترتیب باز‌های نوکلئوتیدی در یک مولکولDNA ، برای پزشکی شخصی‌ سازی شده و تشخیص بیماری‌ها مهم است، اما حتی سریع‌ترین فناوری‌ها برای خواندن یک توالی کامل به ساعت‌ها یا روزها نیاز دارند. اکنون، یک تیم تحقیقاتی چند نهادی به رهبری موسسه تحقیقات علمی و صنعتی (SANKEN) در دانشگاه اوزاکا، تکنیکی را توسعه داده‌اند که می‌تواند به الگوی جدیدی برای تجزیه و تحلیل ژنومی منجر شود.

کشف ارتباط میان فوتوسنتز و «حالت پنجم ماده» توسط محققان دانشگاه شیکاگو

بررسی تشابه میان دو پدیده بسیار جالب توجه است. در یک سو در داخل آزمایشگاه، دانشمندان با ویژگی‌های خاصی که با سرد کردن اتم‌ها تا دمای نزدیک به صفر مطلق آشکار می‌شود، روبرو می‌شوند و در سوی دیگر، درختان نور خورشید را جذب کرده و به برگ‌های جدید تبدیل می‌کنند. در پژوهش گروهی از محققان دانشگاه شیکاگو، شباهت این دو فرآیند بررسی شده است. این تحقیق که در 28 آوریل ۲۰۲۳ در مجله PRX Energy منتشر شد، شباهت‌هایی در سطح اتمی بین فتوسنتز و «چگالش اکسیتون» ارائه می‌دهد. چگالش اکسیتون به عنوان یک حالت فیزیکی خاص به انرژی اجازه می‌دهد تا بدون اصطکاک در یک ماده جریان پیدا کند.

محققان معیارهایی را برای رفتار کوانتومی غیرموضعی در شبکه ها ایجاد می کنند.

یک مطالعه نظری جدید چارچوبی را برای درک غیر موضعی بودن ارائه داده است. غیر موضعیت ویژگی‌ای است که شبکه‌های کوانتومی باید داشته باشند تا بتوانند عملیاتی ورای فناوری ارتباطات استاندارد انجام دهند. با شفاف سازی این مفهوم، محققان شرایط لازم برای ایجاد سیستم هایی با همبستگی های قوی و کوانتومی را تعیین کردند. این مطالعه که در Physical Review Letters منتشر شده است، با استفاده از تکنیک‌هایی از نظریه محاسبات کوانتومی، یک طرح طبقه‌بندی جدید برای غیرموضعیت کوانتومی پیشنهاد می دهد. این امر نه تنها به محققین اجازه میدهد تا مطالعات قبلی این مفهوم را در چارچوبی مشترک متحد کنند، بلکه اثبات میکند سیستم‌های کوانتومی شبکه‌شده تنها زمانی می‌توانند غیرموضعیت را نشان دهند که دارای مجموعه خاصی از ویژگی‌های کوانتومی باشند.

دستیابی به فرابرد کوانتومی بین شهری با نرخ هرتز

فرابرد کوانتومی (Quantum teleportation) با استفاده از در هم تنیدگی و ارتباطات کلاسیک، امکان انتقال اطلاعات کوانتومی به فاصله دور را فراهم می‌کند. این پدیده با استفاده از فوتون‌های درهم تنیده ، از آزمایشگاه تا محیط واقعی، تحقق یافته است. در حال حاضر با استفاده از ماهواره میکیوس (Micius) که در مدار LO زمین قرار دارد ، پژوهشگران موفق شده اند فرابرد کوانتومی را در فاصله بیش از ۱۲۰۰ کیلومتر انجام دهند. با اینحال تاکنون هیچ سیستمی برای فرابرد کوانتومی وجود نداشته که بتواند نرخی در حدود هرتز داشته باشد، که این موضوع باعث محدودیت در کاربرد آینده اینترنت کوانتومی می‌شود.

برتری 20 درصدی رادار کوانتومی نسبت به رادار کلاسیک

فناوری‌های کوانتومی، طیف وسیعی از دستگاه‌هایی است که با استفاده از اصول مکانیک کوانتومی کار می‌کنند. این دستگاه ها می‌توانند در برخی کارها به طور قابل‌توجهی نسبت به دستگاه‌های مشابه کلاسیک خود بهتر عمل کنند. بنابراین، فیزیکدانان و مهندسان در سرتاسر جهان مدت هاست برای دستیابی به “مزیت کوانتومی” (نسبت به رهیافت محاسبات کلاسیکی) سخت در حال تلاش هستند.

ارتعاش مکانیکی اتم­ ها، حالات کوانتومی را تغییر می دهد

نوسان یک شبکه نوری از اتم های ریدبرگ در فرکانس مناسب باعث می شود تا اتم ها گذار الکترونی انجام دهند. این پدیده می تواند برای تکنیک های پردازش کوانتومی مفید باشد. اتم‌های ریدبرگ (اتم هایی که دارای یک الکترون بسیار برانگیخته هستند) به دلیل خواص مطلوبی که دارند

بینشی جدید از پدیده فتوسنتز با استفاده از تکنیک تجسم کوانتومی

در دنیای کوانتومی، تجسم سیستم‌هایی که از مکانیک کوانتومی پیروی می‌کنند، بسیار دشوار است. با این حال، محققان دانشگاه ایلینوی ( به انگلیسی: UNIVERSITY OF ILLINOIS ) یک تکنیک تصویرسازی یکتا ایجاد کرده‌اند که ویژگی‌های کوانتومی را در یک نمودار خوانا به نام “نقشه همدوسی” ( به انگلیسی:  coherence map ) نشان می‌دهد. این تکنیک نقشه‌سازی، به محققان این امکان را می‌دهد تا مکانیسم‌های کوانتومی زیربنای فرایند فتوسنتز را با استفاده از این نقشه‌ها بررسی کنند. 

دسترسی آنلاین یک پلتفرم محاسبات کوانتومی 176 کیوبیتی در چین

با توجه به گزارش مرکز تعالی و پیشرفت اطلاعات کوانتومی و فیزیک کوانتومی زیر نظر آکادمی علوم چین، یک پلتفرم محاسباتی کوانتومی 176 کیوبیتی با نام “زیوچونگچی” (به انگلیسی: Zuchongzhi) در هفته گذشته آنلاین شده است. این پلتفرم که برای کاربران جهانی نیز در دسترس است و انتظار می‌رود توسعه سخت‌افزار محاسبات کوانتومی و اکوسیستم آن را پیش ببرد.

گره تکرارکننده کوانتومی با طول‌موج مخابراتی اطلاعات کوانتومی را تا ده‌ها کیلومتر منتقل می‌کند

افزایش مسافت امن برای انتقال اطلاعات در شبکه‌های ارتباطات مخابراتی یک چالش بزرگ است. یکی از راه‌حل‌هایی که برای این کار پیشنهاد شده است، استفاده از تکرارکننده‌های کوانتومی است. اخیراْ در دانشگاه اینسبروک،‌ نمونه یک تکرارکننده کوانتومی ساخته شده است.

فناوری جدیدی که برای کاربردهای رمزنگاری کوانتومی توسعه یافته‌است.

خبر امروز مصاحبه‌ای با کلاریس دی. آیلو (به انگلیسی:  Clarice D. Aiello) محقق آزمایشگاه زیست‌شناسی کوانتومی در دانشگاه UCLA است. در این مصاحبه در مورد اثرات کوانتومی در سلول‌های زیستی و لزوم مطالعه در این مسیر صحبت می‌شود.

فناوری جدیدی که برای کاربردهای رمزنگاری کوانتومی توسعه یافته‌است.

محققان شرکت D-Wave، نشان دادند که با استفاده از کامپیوترهای کوانتومی بر مبنای بازپخت می‌توان مسائل بهینه‌سازی را با عملکردی بهتر از سیستم‌های کلاسیکی حل کرد. این محققان از سیستم شیشه‌ اسپینی کوانتومی قابل برنامه‌ریزی که قابلیت مقیاس‌پذیری دارد، برای پیاده‌سازی الگوریتم‌های خود استفاده کردند.                             

فناوری جدیدی که برای کاربردهای رمزنگاری کوانتومی توسعه یافته‌است.

ارتباطات کوانتومی معمولاً در فضای دو بعدی انجام می‌شود. اگر بتوان از الفبای غنی‌تر استفاده کرد، ظرفیت ارتباطات کوانتومی افزایش می‌یابد. استفاده از مد زمانی فوتون‌ها این الفبای غنی را در اختیار ما می‌گذارد. اما مشکلی که وجود دارد کدگشایی این الفبا است. در این خبر ، طراحی موجبری گزارش شده است که امکان کدگشایی مدهای زمانی را به ما می‌دهد.

این فناوری امکان تبدیل دوربین تلفن همراه به میکروسکوپ با وضوح بالا را فراهم می کند

محققان یک LED بر مبنای سیلیکون با ابعاد بسیار کوچک ساخته‌اند که امکان یکپارچه‌سازی آن با ادوات الکترونیکی، می‌تواند کاربردهای زیادی برای آن ایجاد کند. آن‌ها همچنین از یک الگوریتم شبکه عصبی برای بهبود پردازش تصاویر دریافتی استفاده کرده‌اند که باعث می‌شود تصاویر هولوگرافیک با کیفیت بالا تولید کنند.

پردازنده کوانتومی بهبود یافته گوگل به اندازه کافی برای تصحیح خطا خوب است.

با افزایش تعداد کیوبیت‌ها در پردازنده‌های کوانتومی، میزان خطای موجود در مجموعه هم افزایش پیدا می‌کند. به‌نحوی که امکان انجام محاسبات با آن‌ها عملاً وجود ندارد. گوگل برای اولین بار توانسته است با استفاده از ایده کیوبیت‌های منطقی، تصحیح خطا در پردازنده‌های کوانتومی را ساده‌تر کند.

شمارش فوتون‌ها برای محاسبات کوانتومی

یکی از بسترهای مناسب برای پیاده‌سازی محاسبات کوانتومی، سیستم‌های فوتونیکی هستند. چالشی که در این بخش وجود دارد، شمارش فوتون‌ها با دقت بالاست. در این خبر، راجع به آشکارسازی صحبت شده است که می‌تواند 100 فوتون را با دقت بالا تفکیک کند. این آشکارساز همچنین می‌تواند در زمینه تولید اعداد تصادفی کوانتومی هم کاربرد داشته باشد.

کمپانی Quantinuum رکورد جدیدی برای حجم کوانتومی ثبت کرده است.

حجم کوانتومی معیاری از نحوع عملکرد یک کامپیوتر کوانتومی است و به عواملی مثل فیدلیته گیت و تعداد کیوبیت‌ها بستگی دارد. کمپانی Quantinuum که بر روی کامپیوترهای کوانتومی بر مبنای یون به دام افتاده کار می‌کند، توانسته است با تغییرات اندک روی قسمت‌های مختلف کامپیوترهای کوانتومی خود حجم کوانتومی این سیستم‌ها را تا حد زیادی افزایش دهد.

تغییر روی آزمایش فیزیکی معروف نشان داد که نور می‌تواند با گذشته خودش تداخل کند.

در آزمایش دو شکاف یانگ، نور از دو شکاف که با فاصله اندکی از یکدیگر قرار دارند، عبور می‌کند. پس از دو شکاف، نور عبوری از دو مسیر با هم تداخل کرده و طرح تداخلی حاصله بر حسب میزان رویت‌پذیری آن، مشاهده می‌شود. در آزمایشی که اخیراً در دانشگاه امپریال کالج لندن انجام شده است، با تغییر ضریب بازتاب در اکسید قلع ایندیم دو شکاف زمانی ایجاد می‌شود که در نتیجه آن نور می‌تواند با گذشته یا آینده خود تداخل کند.

کیوبیت فلیپ فلاپ: تحقق یک بیت کوانتومی جدید در سیلیکون که توسط سیگنال های الکتریکی کنترل می شود.

تیمی به رهبری پروفسور آندریا مورلو[1] در UNSW (University of New South Wales) سیدنی به تازگی عملکرد نوع جدیدی از بیت کوانتومی به نام کیوبیت “فلیپ فلاپ” را نشان داده اند که ویژگی‌های کوانتومی عالی تک اتم‌ها را با قابلیت کنترل آسان با استفاده از سیگنال‌های الکتریکی همانطور که در تراشه‌های کامپیوتری معمولی استفاده می شود، ترکیب می‌کند.

آیا تجهیزات دارای کیوبیت‌های پایین می‌تواند راه‌حل مسائل پیچیده ریاضی را بیابند؟

شرکت Multiverse Computing به عنوان شرکتی پیشرو در سطح بین المللی در زمینه ارائه راه حل‌های محاسبات کوانتومی، نتایج یکی از تحقیقات جدید خود را منتشر نموده است که نشان می‌دهد چگونه می‌توان با استفاده از یک الگوریتم جدید از کامپیوترهای کوانتومی فعلی برای انجام محاسبات پیچیده ریاضی استفاده کرد.

درهمتنیدگی، یک شمشیر دو لبه برای کامپیوترهای کوانتومی عصر NISQ!

پژوهش محققان مؤسسه کوانتوم اپتیک ماکس پلانک در مورد تأثیرات انتشار خطا بر کیفیت بهینه‌سازی کلاسیک در کامپیوترهای NISQ (Noisy Intermediate-Scale Quantum)

داستان کرم‌چاله‌ی کوانتومی گوگل چیست؟

در روزهای اخیر، تحقیقی در مجله نیچر گزارش شد که خبر از شبیه‌سازی یک کرم‌چاله در یک مدل ساده‌سازی شده‌ی فیزیکی توسط یک کامپیوتر کوانتومی در شرکت گوگل می‌داد. این موضوع با عناوین مختلفی همچون کرم‌چاله‌ی تئوریک، کرم‌چاله‌ی هولوگرافیک، کرم‌چاله‌ی کوچک و ناقص و کرم‌چاله‌های واقعی گوگل در بعضی رسانه‌ها منعکس شد.