Quantum Programming Chat

پژوهشگران دانشگاه هاروارد موفق شدند با ساخت یک چیپ فوق‌نازک نانوساختاری که به آن متاسرفیس (metasurface) گفته می‌شود، انقلابی در فوتونیک کوانتومی ایجاد کنند. این چیپ می‌تواند جایگزین تمام اجزای حجیم نوری مانند آینه‌ها، لنزها و تقسیم‌کننده‌های پرتو (beam splitters) شود و عملیات کوانتومی پیچیده را در دمای اتاق اجرا کند—بدون نیاز به تنظیمات مکانیکی یا اپتیکی. متاسرفیس‌ها، صفحات نازکی هستند که با الگوهای نانویی خاص، نور را در مقیاس زیر طول‌موج کنترل می‌کنند. در این پروژه، تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور فدریکو کاپاسو توانستند با استفاده از این فناوری، فوتون‌ها را در حالت‌های درهم‌تنیده قرار دهند و عملیات کوانتومی را روی یک سطح نازک‌تر از تار مو انجام دهند. یکی از چالش‌های اصلی در طراحی این چیپ، افزایش نمایی مسیرهای تداخل فوتون‌ها با اضافه شدن هر فوتون جدید بود. برای حل این مشکل، پژوهشگران از نظریه‌ی گراف استفاده کردند—شاخه‌ای از ریاضیات که روابط بین اجزا را با نقاط و خطوط نمایش می‌دهد. با مدل‌سازی حالت‌های درهم‌تنیده فوتون‌ها به‌صورت گراف، آن‌ها توانستند رفتار فوتون‌ها را پیش‌بینی کرده و طراحی متاسرفیس را بهینه کنند. این چیپ نه‌تنها پایدار و مقاوم در برابر خطاست، بلکه ساخت آن ساده‌تر و ارزان‌تر از سیستم‌های نوری سنتی است. به گفته‌ی نویسنده‌ی اول مقاله، کرولوس یوسف: «ما توانستیم کل یک میز آزمایش نوری را روی یک سطح کوچک فشرده کنیم—و این یعنی جهشی بزرگ در مقیاس‌پذیری فوتونیک کوانتومی.» این دستاورد می‌تواند مسیر ساخت کامپیوترهای کوانتومی، حسگرهای کوانتومی، و حتی آزمایشگاه‌های روی چیپ را هموار کند. پژوهش در مجله‌ی Science منتشر شده و توسط دفتر تحقیقات علمی نیروی هوایی آمریکا (AFOSR) حمایت شده است. https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw8404 🆔 @QuantumProgramming 🆔 http://instagram.com/Quantum.Programming

در عصر تحول دیجیتال، یادگیری ماشین به یکی از ارکان اصلی هوش مصنوعی تبدیل شده است؛ اما با افزایش حجم داده‌ها و پیچیدگی مسائل، رایانه‌های کلاسیک به محدودیت‌هایی برخورد کرده‌ مقاله زیر تلاش می‌کند تا با بهره‌گیری از ویژگی‌های منحصربه‌فرد رایانش کوانتومی—مانند برهم‌نهی و درهم‌تنیدگی—راهی نوین برای پردازش داده‌ها و آموزش مدل‌های هوشمند ارائه دهد. هدف اصلی این پژوهش، ایجاد پلی میان داده‌های کلاسیک و الگوریتم‌های کوانتومی است تا بتوان از ظرفیت‌های هر دو جهان بهره‌برداری کرد. چارچوب پیشنهادی در این مقاله بر پایه مدل‌های ترکیبی بنا شده است؛ به این معنا که بخش‌هایی از فرآیند یادگیری مانند پیش‌پردازش داده‌ها در فضای کلاسیک انجام می‌شود و بخش‌هایی مانند طبقه‌بندی یا بهینه‌سازی در فضای کوانتومی پیاده‌سازی می‌گردد. نویسندگان با استفاده از تکنیک‌هایی مانند تبدیلات یکانی ، تلاش کرده‌اند تا قابلیت‌های شبکه‌های عصبی کلاسیک را به مدل‌های کوانتومی منتقل کنند. همچنین ابزارهایی مانند TensorFlow Quantum، Qiskit و PennyLane معرفی شده‌اند که امکان طراحی و شبیه‌سازی این مدل‌ها را فراهم می‌کنند. با وجود مزایای چشمگیر این رویکرد—از جمله افزایش سرعت پردازش، کاهش منابع مورد نیاز، و امکان حل مسائل پیچیده—چالش‌هایی نیز وجود دارد. از جمله می‌توان به ناپایداری کیوبیت‌ها، محدودیت‌های سخت‌افزاری، و نیاز به منابع کلاسیک اشاره کرد. با این حال، مقاله نشان می‌دهد که چارچوب‌های ترکیبی کوانتومی می‌توانند مسیر توسعه یادگیری ماشین را دگرگون کرده و در آینده‌ای نزدیک، به یکی از ابزارهای کلیدی در تحلیل داده‌های پیچیده تبدیل شوند. https://arxiv.org/abs/2502.11951 🆔 @QuantumProgramming 🆔 http://instagram.com/Quantum.Programming

✍️در سال‌های اخیر، رایانه‌های کوانتومی به‌عنوان یکی از مهم‌ترین دستاوردهای علمی و فناورانه مطرح شده‌اند. یکی از مفاهیم کلیدی در این حوزه، «مزیت کوانتومی» است؛ یعنی نقطه‌ای که در آن رایانه‌ی کوانتومی می‌تواند یک مسئله‌ی کاربردی را بهتر، سریع‌تر یا با دقت بیشتر از رایانه‌های کلاسیک حل کند. برخلاف «برتری کوانتومی» که بیشتر جنبه‌ی نظری و نمایشی دارد، مزیت کوانتومی به کاربردهای واقعی و ملموس در دنیای صنعت و علم اشاره دارد. 🎯مزیت کوانتومی (Quantum Advantage) زمانی حاصل می‌شود که یک رایانه‌ی کوانتومی بتواند در حل یک مسئله‌ی مشخص، عملکردی بهتر از بهترین الگوریتم‌های کلاسیک ارائه دهد. این مفهوم نشان‌دهنده‌ی عبور از مرحله‌ی آزمایش‌های نمایشی و ورود به عرصه‌ی کاربردهای عملی است. در واقع، مزیت کوانتومی یعنی رایانه‌ی کوانتومی نه‌تنها سریع‌تر است، بلکه در حل مسائل واقعی، ارزش افزوده‌ی قابل‌توجهی ایجاد می‌کند. 👨‍💻یکی از چهره‌های برجسته در حوزه‌ی اطلاعات کوانتومی، جان پرسکیل (John Preskill) است؛ استاد فیزیک نظری در مؤسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) و از پیشگامان علم محاسبات کوانتومی. او اصطلاح «برتری کوانتومی» (Quantum Supremacy) را پیشنهاد داد تا نقطه‌ای را توصیف کند که در آن رایانه‌های کوانتومی بتوانند کاری انجام دهند که رایانه‌های کلاسیک از انجام آن عاجز باشند، حتی اگر آن کار کاربرد عملی نداشته باشد. با گذشت زمان و افزایش حساسیت نسبت به واژه‌ی “supremacy”، بسیاری از پژوهشگران از اصطلاح جایگزین «مزیت کوانتومی» (Quantum Advantage) استفاده کردند؛ مفهومی که پرسکیل نیز در مقالات بعدی خود به آن پرداخت. در مقاله‌ای مشترک با پژوهشگران Hsin-Yuan Huang و Richard Kueng، پرسکیل نشان داد که رایانه‌های کوانتومی می‌توانند در یادگیری از آزمایش‌های فیزیکی، مزیتی نمایی نسبت به روش‌های کلاسیک داشته باشند. این مقاله با استفاده از ۴۰ کیوبیت و بیش از ۱۳۰۰ گیت کوانتومی، نشان داد که حتی با پردازنده‌های نسبتاً نویزی امروزی نیز می‌توان به مزیت کوانتومی دست یافت. 📝در مقاله جدید که به تازگی منتشر شده است به دنیای گسترده مزیت کوانتومی پرداخته شده است. یکی از نخستین حوزه‌هایی که مزیت کوانتومی در آن قابل‌استفاده است، امنیت اطلاعات است. با استفاده از توزیع کلیدهای کوانتومی (QKD)، امکان ایجاد ارتباطاتی فرا

دستیابی به حالت‌های کوانتومی در دمای اتاق در اجسام میکروسکوپی در یک پیشرفت چشمگیر، دانشمندان دانشگاه فناوری وین (TU Wien) و مؤسسه ETH زوریخ موفق شدند حالت‌های کوانتومی را در کره‌های شیشه‌ای کوچک‌تر از یک دانه‌ی شن — در دمای اتاق — فعال کنند. این دستاورد نیاز به سرمایش فوق‌العاده پایین را که پیش‌تر مانعی بزرگ در آزمایش‌های کوانتومی بود، از میان برداشته و راه را برای بررسی رفتارهای کوانتومی به شیوه‌هایی کاملاً جدید باز کرده است. نکات اصلی 📌شکستن سد سرمایش: به‌طور سنتی، تثبیت پدیده‌های شکننده‌ای مانند برهم‌نهی و درهم‌تنیدگی نیازمند سرمایش شدید کرایوژنیک بود. 📌• این تیم نشان داد که برخی اجسام میکروسکوپی می‌توانند در دمای معمولی نیز حالت‌های کوانتومی را حفظ کنند، که دامنه‌ی آزمایش‌های ممکن را به‌طور چشمگیری گسترش می‌دهد. 📌• گسترش فیزیک کوانتومی فراتر از مقیاس اتمی: پژوهش‌های پیشین عمدتاً بر ذرات زیراتمی، اتم‌ها و مولکول‌های کوچک متمرکز بودند. 📌• نتایج جدید تأیید می‌کنند که اجسام میکروسکوپی قابل‌مشاهده نیز می‌توانند ویژگی‌های کوانتومی داشته باشند، و این فرض را به چالش می‌کشند که مکانیک کوانتومی در نقطه‌ای پایان می‌یابد و فیزیک کلاسیک آغاز می‌شود. 📌• کاربردهای بالقوه: این یافته‌ها می‌توانند پیشرفت در زمینه‌های حسگرهای کوانتومی، ارتباطات امن، رایانش و آزمایش‌های بنیادی فیزیک را تسریع کنند. 📌• حالت‌های کوانتومی در دمای اتاق، موانع فنی را به‌طور قابل‌توجهی کاهش داده، هزینه‌ها را پایین آورده و امکان استفاده‌ی عملی از فناوری‌های کوانتومی را فراهم می‌‌کند. با اثبات اینکه حالت‌های کوانتومی می‌توانند در دمای اتاق و در اجسامی فراتر از مقیاس اتمی وجود داشته باشند، پژوهشگران یکی از محدودیت‌های دیرینه را شکسته‌اند. این پیشرفت نه‌تنها دامنه‌ی علم کوانتوم را گسترش می‌دهد، بلکه کاربردهای آن — از رمزنگاری پیشرفته تا حسگرهای دقیق — را به زندگی روزمره نزدیک‌تر می‌کند. https://scitechdaily.com/room-temperature-quantum-breakthrough-stuns-physicists/ 🆔 @QuantumProgramming 🆔 http://instagram.com/Quantum.Programming

انویدیا نسخه ۰.۴ از پلتفرم CUDA-QX را با ابزارهای پیشرفته برای اصلاح خطا و طراحی مدارهای کوانتومی مبتنی بر هوش مصنوعی منتشر کرد انویدیا با انتشار نسخهٔ ۰.۴ از CUDA-QX، گام بزرگی در توسعهٔ پلتفرم محاسبات کوانتومی خود برداشته است. این نسخه با معرفی ابزارهای نوین برای اصلاح خطاهای کوانتومی و طراحی مدارهای هوشمند، محیطی یکپارچه برای پژوهش و توسعهٔ مقیاس‌پذیر در حوزهٔ کوانتوم فراهم می‌کند. از جمله قابلیت‌های برجسته در این نسخه می‌توان به رمزگشای شبکهٔ تانسوری با شتاب‌دهی GPU اشاره کرد که امکان رمزگشایی با بیشینهٔ احتمال را با دقت بالا فراهم می‌سازد. همچنین، ابزار جدیدی برای تولید خودکار مدل‌های خطای آشکارساز معرفی شده که فرآیند شبیه‌سازی و پیاده‌سازی کدهای اصلاح خطا را تسهیل می‌کند. در حوزهٔ طراحی مدار، CUDA-QX 0.4 از حل‌گر کوانتومی مولد (Generative Quantum Eigensolver) رونمایی کرده است؛ ابزاری مبتنی بر مدل‌های ترنسفورمر که به‌صورت تطبیقی مدارهایی برای شبیه‌سازی‌های شیمی و فیزیک کوانتومی طراحی می‌کند. این به‌روزرسانی‌ها، CUDA-QX را به بستری قدرتمند برای توسعهٔ الگوریتم‌های کوانتومی، شبیه‌سازی کدهای اصلاح خطا، و تعامل با پردازنده‌های کوانتومی واقعی تبدیل کرده‌اند. https://quantumcomputingreport.com/nvidia-releases-cuda-qx-0-4-to-streamline-quantum-error-correction-and-application-development/ 🆔 @QuantumProgramming 🆔 http://instagram.com/Quantum.Programming

رونمایی Quantinuum از پلتفرم نرم‌افزاری پیشرفته پیش از عرضه Helios شرکت پیشرو Quantinuum در آستانه عرضه رایانه کوانتومی Helios مبتنی بر یون به دام افتاده، از پلتفرم نرم‌افزاری جدید و یکپارچه‌ای رونمایی کرد که گامی مهم در مسیر رایانش کوانتومی خطاناپذیر محسوب می‌شود. این پلتفرم شامل زبان برنامه‌نویسی Guppy، شبیه‌ساز قدرتمند Selene، و ابزارهای شناخته‌شده‌ای چون TKET و Nexus است. Guppy با پشتیبانی از ساختارهای کنترلی مانند حلقه‌ها و شرط‌ها، امکان اجرای برنامه‌های تطبیقی و واکنشی را فراهم می‌کند. Selene نیز با بهره‌گیری از GPUهای NVIDIA، شبیه‌سازی دقیق رفتار Helios را پیش از اجرای واقعی ممکن می‌سازد. از ویژگی‌های برجسته این پلتفرم می‌توان به پشتیبانی از پروتکل‌های تصحیح خطا، سازگاری با استانداردهای QIR، و قابلیت اجرای بلادرنگ عملیات کوانتومی اشاره کرد—همگی با هدف آماده‌سازی زیرساختی برای رایانش کوانتومی مقیاس‌پذیر. Quantinuum با این حرکت، مرزهای میان رایانش کلاسیک و کوانتومی را بیش از پیش کمرنگ کرده و بستری فراهم آورده که توسعه‌دهندگان بتوانند از امروز برای آینده‌ای خطاناپذیر آماده شوند. https://thequantuminsider.com/2025/08/20/stacked-quantinuum-unveils-new-software-stack-ahead-of-helios-launch/ 🆔 @QuantumProgramming 🆔 http://instagram.com/Quantum.Programming

شبیه‌سازی ریسمان‌های پنهان طبیعت با کامپیوتر کوانتومی تیمی از پژوهشگران دانشگاه فنی مونیخ (TUM)، دانشگاه پرینستون و Google Quantum AI موفق شدند با استفاده از پردازنده کوانتومی گوگل، رفتار ریسمان‌های نامرئی بین ذرات بنیادی را شبیه‌سازی کنند؛ دستاوردی که می‌تواند درک بشر از ساختار بنیادین جهان را متحول کند. این پژوهش که در ژورنال معتبر Nature منتشر شده، بر پایه نظریه‌های پیمانه‌ای (Gauge Theories) طراحی شده است. این نظریه‌ها اساس توصیف نیروهای بنیادی مانند الکترومغناطیس و نیروی هسته‌ای قوی را تشکیل می‌دهند. پژوهشگران توانستند با بهره‌گیری از الگوریتم‌های کوانتومی، نحوه نوسان، فشردگی و شکست این ریسمان‌ها را در محیط آزمایشگاهی بازسازی کنند. این شبیه‌سازی نه‌تنها گامی مهم در مسیر درک بهتر رفتار ذرات زیراتمی محسوب می‌شود، بلکه می‌تواند به توسعه نظریه‌های گرانش کوانتومی و مدل‌سازی ساختار فضا-زمان نیز کمک کند. به گفته محققان، این پروژه نشان‌دهنده ظرفیت بی‌نظیر پردازنده‌های کوانتومی در حل مسائل پیچیده‌ای است که از توان کامپیوترهای کلاسیک خارج‌اند. پیامدهای علمی و فناوری • گسترش کاربرد کامپیوترهای کوانتومی در فیزیک نظری • امکان مدل‌سازی دقیق‌تر ماده‌های کوانتومی پیچیده • تقویت همکاری بین مراکز تحقیقاتی و شرکت‌های فناوری پیشرو مطالعه بیشتر 🆔 @QuantumProgramming 🆔 http://instagram.com/Quantum.Programming