⚠️Winter School⚠️
🟢Dec 4–7: Winter School on Quantum Measurement And Sensing (QMS) (Link)
🌍Trento, Italy
➖➖➖➖➖➖➖➖➖
📎Join: @QuPedia
#رویداد #مدرسه_زمستانی
🟢Dec 4–7: Winter School on Quantum Measurement And Sensing (QMS) (Link)
🌍Trento, Italy
➖➖➖➖➖➖➖➖➖
📎Join: @QuPedia
#رویداد #مدرسه_زمستانی
🟣مفاهیم کوانتوم: اصل برهمنهی🟣
🔸در مقیاس اتمی، فیزیک بسیار عجیب و غریب میشود. الکترونها، اتمها و دیگر ذرات کوانتومی برهمکنش متفاوتی با یکدیگر دارند. در مواد خاصی میتوانیم این رفتارهای عجیب را مهار کنیم. چندین مورد از این ویژگیها، به ویژه اصل برهمنهی میتواند در فناوریهای نسل دوم کوانتومی بسیار مفید باشند.
🔸به عنوان توضیح ساده باید گفت اصل برهمنهی این ایده است که یک کیوبیت (بیت کوانتومی) میتواند همزمان در چندین حالت باشد. با بیتهای کلاسیکی، شما فقط دو گزینه دارید: 1 یا 0. این اعداد باینری تمام اطلاعات موجود در هر رایانه را توصیف می کنند، اما کیوبیت ها پیچیدهتر هستند.
🔸به عنوان مثال وقتی داخل قابلمهای در بسته آب دارید، نمیدانید که آب در حال جوشیدن است یا خیر. نگاه کردن به آب حالت آن را تغییر نمیدهد. اما اگر قابلمه در قلمرو کوانتومی بود، آب (نماینده یک ذره کوانتومی) میتوانست همزمان در حال جوشیدن و نجوشیدن باشد (در واقع در حالت برهمنهی خطی این دو حالت قرار داشته باشد). اگر درب قابلمه کوانتومی را بردارید، آب بلافاصله به حالت جوشیدن یا حالت نجوشیدن میرود. در واقع اندازه گیری، ذره کوانتومی را به یک حالت قابل مشاهده خاص وادار میکند. مشابه همین مثال به بیانهای مختلف از جمله گربه شرودینگر در کتابهای مختلف فیزیک آورده شده است.
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
🔸در مقیاس اتمی، فیزیک بسیار عجیب و غریب میشود. الکترونها، اتمها و دیگر ذرات کوانتومی برهمکنش متفاوتی با یکدیگر دارند. در مواد خاصی میتوانیم این رفتارهای عجیب را مهار کنیم. چندین مورد از این ویژگیها، به ویژه اصل برهمنهی میتواند در فناوریهای نسل دوم کوانتومی بسیار مفید باشند.
🔸به عنوان توضیح ساده باید گفت اصل برهمنهی این ایده است که یک کیوبیت (بیت کوانتومی) میتواند همزمان در چندین حالت باشد. با بیتهای کلاسیکی، شما فقط دو گزینه دارید: 1 یا 0. این اعداد باینری تمام اطلاعات موجود در هر رایانه را توصیف می کنند، اما کیوبیت ها پیچیدهتر هستند.
🔸به عنوان مثال وقتی داخل قابلمهای در بسته آب دارید، نمیدانید که آب در حال جوشیدن است یا خیر. نگاه کردن به آب حالت آن را تغییر نمیدهد. اما اگر قابلمه در قلمرو کوانتومی بود، آب (نماینده یک ذره کوانتومی) میتوانست همزمان در حال جوشیدن و نجوشیدن باشد (در واقع در حالت برهمنهی خطی این دو حالت قرار داشته باشد). اگر درب قابلمه کوانتومی را بردارید، آب بلافاصله به حالت جوشیدن یا حالت نجوشیدن میرود. در واقع اندازه گیری، ذره کوانتومی را به یک حالت قابل مشاهده خاص وادار میکند. مشابه همین مثال به بیانهای مختلف از جمله گربه شرودینگر در کتابهای مختلف فیزیک آورده شده است.
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
🟣مفاهیم کوانتوم: درهمتنیدگی🟣
🔸درهم تنیدگی زمانی اتفاق میافتد که ذارت رابطهای با یکدیگر دارند که مانع از عمل مستقل آنها میشود. زمانی اتفاق میافتد که یک ذره کوانتومی حالتی (مانند اسپین، قطبش، مکان، تکانه یا بار الکتریکی) داشته باشد که به حالت ذره کوانتومی دیگر مرتبط است (یعنی نمیتوان حالت ذره را مستقل از سایر ذرات درهمتنیده توصیف کرد). این رابطه مواقعی که ذرات از نظر فیزیکی از هم بسیار دور هستند، حتی مواردی که ارتباط نوری بین مکان دو ذره از نظر زمانی بیشتر از فاصله زمانی بین اندازهگیری روی دو ذره درهمتنیده باشد (فاصله دو رویداد اندازهگیری، فضا گونه باشد)، ادامه دارد.
🔸به بیان دیگر بر اساس تفسیر کپنهاگی از مکانیک کوانتومی، حالت دو ذره درهمتنیده تا زمان مشاهده نامعین باقی میماند. با انجام اندازهگیری، یکی از کمیتهای جفت شده ذره اول معین میشود، این امر موجب میشود بیدرنگ مقدار متناظر در ذره دوم مشخص گردد. به عبارت دیگر اگر دو سیستم یک مرتبه با هم اندرکنش داشته و سپس از هم جدا شوند (به طوری که حالت دو ذره درهمتنیده شود)، اندازهگیری روی یکی از آنها تأثیری آنی در حالت دیگری ایجاد میکند، حتی اگر این دو ذره خیلی از هم دور شده باشند. ارتباط دو ذره توسط این پدیده تا امروز در فواصل چند ده متر (در آزمایشگاه) تا صدها کیلومتر آزموده شده است.
🔸درهمتنیدگی یکی از ویژگیهای اصلی مکانیک کوانتومی است که مکانیک کلاسیک فاقد آن میباشد. به کار بردن درهمتنیدگی در مخابرات، محاسبات و رادارهای کوانتومی، حوزه بسیار فعالی در تحقیق و توسعه میباشد و از ویژگیهای اساسی بسیاری از فناوریهای مبتنی بر کوانتوم میباشد.
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
🔸درهم تنیدگی زمانی اتفاق میافتد که ذارت رابطهای با یکدیگر دارند که مانع از عمل مستقل آنها میشود. زمانی اتفاق میافتد که یک ذره کوانتومی حالتی (مانند اسپین، قطبش، مکان، تکانه یا بار الکتریکی) داشته باشد که به حالت ذره کوانتومی دیگر مرتبط است (یعنی نمیتوان حالت ذره را مستقل از سایر ذرات درهمتنیده توصیف کرد). این رابطه مواقعی که ذرات از نظر فیزیکی از هم بسیار دور هستند، حتی مواردی که ارتباط نوری بین مکان دو ذره از نظر زمانی بیشتر از فاصله زمانی بین اندازهگیری روی دو ذره درهمتنیده باشد (فاصله دو رویداد اندازهگیری، فضا گونه باشد)، ادامه دارد.
🔸به بیان دیگر بر اساس تفسیر کپنهاگی از مکانیک کوانتومی، حالت دو ذره درهمتنیده تا زمان مشاهده نامعین باقی میماند. با انجام اندازهگیری، یکی از کمیتهای جفت شده ذره اول معین میشود، این امر موجب میشود بیدرنگ مقدار متناظر در ذره دوم مشخص گردد. به عبارت دیگر اگر دو سیستم یک مرتبه با هم اندرکنش داشته و سپس از هم جدا شوند (به طوری که حالت دو ذره درهمتنیده شود)، اندازهگیری روی یکی از آنها تأثیری آنی در حالت دیگری ایجاد میکند، حتی اگر این دو ذره خیلی از هم دور شده باشند. ارتباط دو ذره توسط این پدیده تا امروز در فواصل چند ده متر (در آزمایشگاه) تا صدها کیلومتر آزموده شده است.
🔸درهمتنیدگی یکی از ویژگیهای اصلی مکانیک کوانتومی است که مکانیک کلاسیک فاقد آن میباشد. به کار بردن درهمتنیدگی در مخابرات، محاسبات و رادارهای کوانتومی، حوزه بسیار فعالی در تحقیق و توسعه میباشد و از ویژگیهای اساسی بسیاری از فناوریهای مبتنی بر کوانتوم میباشد.
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
🟣مفاهیم کوانتوم: محاسبات و کامپیوتر کوانتومی: بخش اول🟣
🔸کامپیوتر کوانتومی، ماشینی است که از پدیدهها و قوانین مکانیک کوانتوم مانند برهمنهی و درهمتنیدگی برای رایانش استفاده میکند. رایانههای کوانتومی با رایانههای فعلی که با ترانزیستورها کار میکنند تفاوت اساسی دارند. ایده اصلی که در پس رایانههای کوانتومی نهفته است این است که میتوان از خواص و قوانین فیزیک کوانتوم برای ذخیرهسازی و انجام عملیات روی دادهها استفاده کرد.
🔸هر سیستم محاسباتی دارای یک پایه اطلاعاتی است که نماینده کوچکترین میزان اطلاعات قابل نمایش، چه پردازش شده و چه خام است. در محاسبات کلاسیک این واحد ساختاری را بیت مینامیم. معادل این واحد در محاسبات کوانتومی کیوبیت میباشد. شاید بتوان مهمترین تفاوت بیت و کیوبیت را در این دانست که بیت کلاسیک فقط میتواند در یکی از دو حالت ممکن خود قرار داشته باشد در حالیکه بیت کوانتومی میتواند بهطور بالقوه در بیش از دو حالت وجود داشته باشد. این ویژگی منجر به پدیدهای به نام پردازش موازی در کامپیوترهای کوانتومی میشود که میتواند در حل برخی مسائل قدرت آنها را تا میلیاردها برابر نسبت به کامپیوترهای کلاسیک افزایش دهد.
🔸تاکنون کاندیداهای زیادی برای ساخت کیوبیت معرفی شده است از جمله کیوبیتهای ابررسانا، یونهای به دامافتاده، کیوبیت با استفاده از تهیجا و ... که هر کدام مزایا و معایب مخصوص به خودشان را دارند. مهمترین چالشها در ساخت کیوبیتها بالا بردن زمان همدوسی، مقاومت در برابر خطا و همچنین زیاد کردن تعداد کیوبیتها داخل یک رایانه کوانتومی برای بالا بردن قدرت محاسباتی میباشد.
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
🔸کامپیوتر کوانتومی، ماشینی است که از پدیدهها و قوانین مکانیک کوانتوم مانند برهمنهی و درهمتنیدگی برای رایانش استفاده میکند. رایانههای کوانتومی با رایانههای فعلی که با ترانزیستورها کار میکنند تفاوت اساسی دارند. ایده اصلی که در پس رایانههای کوانتومی نهفته است این است که میتوان از خواص و قوانین فیزیک کوانتوم برای ذخیرهسازی و انجام عملیات روی دادهها استفاده کرد.
🔸هر سیستم محاسباتی دارای یک پایه اطلاعاتی است که نماینده کوچکترین میزان اطلاعات قابل نمایش، چه پردازش شده و چه خام است. در محاسبات کلاسیک این واحد ساختاری را بیت مینامیم. معادل این واحد در محاسبات کوانتومی کیوبیت میباشد. شاید بتوان مهمترین تفاوت بیت و کیوبیت را در این دانست که بیت کلاسیک فقط میتواند در یکی از دو حالت ممکن خود قرار داشته باشد در حالیکه بیت کوانتومی میتواند بهطور بالقوه در بیش از دو حالت وجود داشته باشد. این ویژگی منجر به پدیدهای به نام پردازش موازی در کامپیوترهای کوانتومی میشود که میتواند در حل برخی مسائل قدرت آنها را تا میلیاردها برابر نسبت به کامپیوترهای کلاسیک افزایش دهد.
🔸تاکنون کاندیداهای زیادی برای ساخت کیوبیت معرفی شده است از جمله کیوبیتهای ابررسانا، یونهای به دامافتاده، کیوبیت با استفاده از تهیجا و ... که هر کدام مزایا و معایب مخصوص به خودشان را دارند. مهمترین چالشها در ساخت کیوبیتها بالا بردن زمان همدوسی، مقاومت در برابر خطا و همچنین زیاد کردن تعداد کیوبیتها داخل یک رایانه کوانتومی برای بالا بردن قدرت محاسباتی میباشد.
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
🟣مفاهیم کوانتوم: محاسبات و کامپیوتر کوانتومی: بخش دوم🟣
🔸به طور کلی رایانههای کوانتومی پتانسیل ایجاد پیشرفت عظیم در سرعت محاسباتی را دارا هستند. یک کاربرد قابل توجه محاسبات کوانتومی برای حملات به سیستم های رمزنگاری است که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند. تجزیه اعداد به عوامل اول، که زیربنای امنیت سیستمهای رمزنگاری کلید عمومی است، با یک کامپیوتر معمولی برای اعداد صحیح بزرگ(مثلا ۳۰۰ رقمی) از نظر محاسباتی غیرممکن است. در مقایسه، یک کامپیوتر کوانتومی میتواند به طور موثر این مشکل را با استفاده از الگوریتم Shor برای یافتن عوامل آن حل کند. این توانایی به یک کامپیوتر کوانتومی اجازه میدهد تا بسیاری از سیستمهای رمزنگاری مورد استفاده امروزی را بشکند.
🔸الگوریتم مهم دیگر کوانتومی مربوط به مسئله جستجو میباشد. شما برای یافتن یک آیتم مشخص داخل یک مجموعه nتایی در کامپیوترهای کلاسیکی نیاز به اعمال حدود n گیت منطقی روی مجموعه دارید. در حالی که طبق الگوریتم Grover در یک کامپیوتر کوانتومی با اعمال گیتهای کوانتومی از مرتبه n√ میتوانید مسئله را حل کنید. بنابراین در انواع مسائل پیچیده ای که با جستجو کردن سر و کار داریم میتوان از کامپیوتر کوانتومی استفاده کرد.
🔸از آنجایی که شیمی و نانوتکنولوژی بر درک سیستمهای کوانتومی تکیه دارند و شبیهسازی چنین سیستمهایی به روش کلاسیک عملا غیرممکن است، بسیاری معتقدند شبیه سازی کوانتومی یکی از مهم ترین کاربردهای محاسبات کوانتومی خواهد بود که میتواند سیستمهایی که قواعد مکانیک کوانتومی در آنها اهمیت دارد را سادهتر شبیه سازی کند.
🔸همچنین برخی ابراز امیدواری میکنند که الگوریتمهای کوانتومی را توسعه دهند که بتواند وظایف یادگیری ماشین را سرعت بخشد. برای مثال، الگوریتم کوانتومی برای سیستم های معادلات خطی، "الگوریتم HHL"، سرعت بیشتری را نسبت به همتایان کلاسیک ارائه می دهد. برخی از گروههای تحقیقاتی اخیراً استفاده از سختافزار آنیل کوانتومی را برای آموزش ماشینهای بولتزمن و شبکههای عصبی عمیق مورد بررسی قرار دادهاند.
🔸البته ناگفته نماند که این موارد بدان معنا نیست که کامپیوترهای کوانتومی در حل همه مسائل بهتر از کامپیوتر کلاسیک عمل میکنند، بلکه تاکنون در حدود ۱۰۰ الگوریتم کوانتومی ابداع شدهاند که میتوانند برتری کوانتومی را به رخ بکشند.
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
🔸به طور کلی رایانههای کوانتومی پتانسیل ایجاد پیشرفت عظیم در سرعت محاسباتی را دارا هستند. یک کاربرد قابل توجه محاسبات کوانتومی برای حملات به سیستم های رمزنگاری است که در حال حاضر مورد استفاده قرار می گیرند. تجزیه اعداد به عوامل اول، که زیربنای امنیت سیستمهای رمزنگاری کلید عمومی است، با یک کامپیوتر معمولی برای اعداد صحیح بزرگ(مثلا ۳۰۰ رقمی) از نظر محاسباتی غیرممکن است. در مقایسه، یک کامپیوتر کوانتومی میتواند به طور موثر این مشکل را با استفاده از الگوریتم Shor برای یافتن عوامل آن حل کند. این توانایی به یک کامپیوتر کوانتومی اجازه میدهد تا بسیاری از سیستمهای رمزنگاری مورد استفاده امروزی را بشکند.
🔸الگوریتم مهم دیگر کوانتومی مربوط به مسئله جستجو میباشد. شما برای یافتن یک آیتم مشخص داخل یک مجموعه nتایی در کامپیوترهای کلاسیکی نیاز به اعمال حدود n گیت منطقی روی مجموعه دارید. در حالی که طبق الگوریتم Grover در یک کامپیوتر کوانتومی با اعمال گیتهای کوانتومی از مرتبه n√ میتوانید مسئله را حل کنید. بنابراین در انواع مسائل پیچیده ای که با جستجو کردن سر و کار داریم میتوان از کامپیوتر کوانتومی استفاده کرد.
🔸از آنجایی که شیمی و نانوتکنولوژی بر درک سیستمهای کوانتومی تکیه دارند و شبیهسازی چنین سیستمهایی به روش کلاسیک عملا غیرممکن است، بسیاری معتقدند شبیه سازی کوانتومی یکی از مهم ترین کاربردهای محاسبات کوانتومی خواهد بود که میتواند سیستمهایی که قواعد مکانیک کوانتومی در آنها اهمیت دارد را سادهتر شبیه سازی کند.
🔸همچنین برخی ابراز امیدواری میکنند که الگوریتمهای کوانتومی را توسعه دهند که بتواند وظایف یادگیری ماشین را سرعت بخشد. برای مثال، الگوریتم کوانتومی برای سیستم های معادلات خطی، "الگوریتم HHL"، سرعت بیشتری را نسبت به همتایان کلاسیک ارائه می دهد. برخی از گروههای تحقیقاتی اخیراً استفاده از سختافزار آنیل کوانتومی را برای آموزش ماشینهای بولتزمن و شبکههای عصبی عمیق مورد بررسی قرار دادهاند.
🔸البته ناگفته نماند که این موارد بدان معنا نیست که کامپیوترهای کوانتومی در حل همه مسائل بهتر از کامپیوتر کلاسیک عمل میکنند، بلکه تاکنون در حدود ۱۰۰ الگوریتم کوانتومی ابداع شدهاند که میتوانند برتری کوانتومی را به رخ بکشند.
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
🟣مفاهیم کوانتوم: رمزنگاری کوانتومی و توزیع کلید کوانتومی🟣
🔸همانطور که در قسمت قبل راجع به کامپیوتر کوانتومی توضیح دادیم، به کمک کامپیوتر کوانتومی میتوان اعداد خیلی بزرگ را به عوامل اول آن در زمان کوتاه تجزیه کرد. این ویژگی باعث میشود تا بتوان بسیاری از رمزهای کلاسیک که مبتنی بر دشوار بودن تجزیه اعداد بزرگ است را رمزگشایی کرد. اما باید گفت که به طور کلی قوانین مکانیک کوانتومی به سود رمزنگاران است. شناخته شده ترین مثال رمزنگاری کوانتومی، توزیع کلید کوانتومی(QKD) است که راه حلی امن(حتی در برابر کامپیوتر کوانتومی) برای مشکل تبادل کلید بین گیرنده و فرستنده ارائه میدهد.
🔸از ویژگیهای منحصر به فرد و مهم توزیع کلید کوانتومی این است که دو کاربر در حال ارتباط می توانند حضور شخص ثالث و تلاش او برای هک کردن کلید را تشخیص دهند. این ویژگی از یکی از اصول پایه مکانیک کوانتومی ناشی میشود: به طور کلی اندازه گیری یک سیستم کوانتومی آن را مختل می کند(اصل عدم قطعیت هایزنبرگ). شخص ثالثی که قصد شنود کلید را داشته باشد باید به طریقی آن را اندازه بگیرد و به این ترتیب ناسازگاریهای قابل تشخیص ایجاد میکند.
تا کنون پروتکلهای مختلفی برای توزیع کلید کوانتومی پیشنهاد شده است که از دو ویژگی بنیادی مکانیک کوانتومی اصل عدم قطعیت هایزنبرگ (مانند پروتکل BB84 , B92 ) و یا درهمتنیدگی (مانند پروتکل E91) استفاده میکنند.
🔸در حال حاضر مطالعه و تحقیق زیادی در این زمینه در سطح دنیا در حال انجام است. دو مشکل اساسی فعلی توزیع کلید کوانتومی، پایین بودن نرخ تولید کیوبیت برای ساخت کلید و وجود خطای بالا در انتقال کلید برای مسافتهای زیاد است که انتظار میرود در آیندهای نزدیک با رفع مشکلات علمی و تجاری شاهد ورود این فناوری در حوزههای مختلف فناوری اطلاعات، امنیت و ... باشیم.
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
🔸همانطور که در قسمت قبل راجع به کامپیوتر کوانتومی توضیح دادیم، به کمک کامپیوتر کوانتومی میتوان اعداد خیلی بزرگ را به عوامل اول آن در زمان کوتاه تجزیه کرد. این ویژگی باعث میشود تا بتوان بسیاری از رمزهای کلاسیک که مبتنی بر دشوار بودن تجزیه اعداد بزرگ است را رمزگشایی کرد. اما باید گفت که به طور کلی قوانین مکانیک کوانتومی به سود رمزنگاران است. شناخته شده ترین مثال رمزنگاری کوانتومی، توزیع کلید کوانتومی(QKD) است که راه حلی امن(حتی در برابر کامپیوتر کوانتومی) برای مشکل تبادل کلید بین گیرنده و فرستنده ارائه میدهد.
🔸از ویژگیهای منحصر به فرد و مهم توزیع کلید کوانتومی این است که دو کاربر در حال ارتباط می توانند حضور شخص ثالث و تلاش او برای هک کردن کلید را تشخیص دهند. این ویژگی از یکی از اصول پایه مکانیک کوانتومی ناشی میشود: به طور کلی اندازه گیری یک سیستم کوانتومی آن را مختل می کند(اصل عدم قطعیت هایزنبرگ). شخص ثالثی که قصد شنود کلید را داشته باشد باید به طریقی آن را اندازه بگیرد و به این ترتیب ناسازگاریهای قابل تشخیص ایجاد میکند.
تا کنون پروتکلهای مختلفی برای توزیع کلید کوانتومی پیشنهاد شده است که از دو ویژگی بنیادی مکانیک کوانتومی اصل عدم قطعیت هایزنبرگ (مانند پروتکل BB84 , B92 ) و یا درهمتنیدگی (مانند پروتکل E91) استفاده میکنند.
🔸در حال حاضر مطالعه و تحقیق زیادی در این زمینه در سطح دنیا در حال انجام است. دو مشکل اساسی فعلی توزیع کلید کوانتومی، پایین بودن نرخ تولید کیوبیت برای ساخت کلید و وجود خطای بالا در انتقال کلید برای مسافتهای زیاد است که انتظار میرود در آیندهای نزدیک با رفع مشکلات علمی و تجاری شاهد ورود این فناوری در حوزههای مختلف فناوری اطلاعات، امنیت و ... باشیم.
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
🟣مفاهیم کوانتوم: انقلاب دوم کوانتومی - بخش اول🟣
🔸مکانیک کوانتومی یکی از مهمترین دستاوردهای بشر در علوم تجربی تا به امروز بوده است. نظریهای که با وجود پیشبینیهای عجیب متعددش تاکنون از همهی آزمونهای تجربی سربلند بیرون آمده است.
🔸مکانیک کوانتومی علمی است که به توصیف رفتار ذرات تشکیلدهندهی عالم در مقیاس ریز میپردازد. الکترونها، پروتونها، نوترونها، ذرات بنیادی، هستههای اتمی،فوتونها، اتمها، مولکولها، نانوساختارها و جامدات همه و همه طبق اصول مکانیک کوانتومی توصیف میشوند. این چارچوب امکان توصیف عجیبترین خواص مواد و ذرات تشکیلدهندهی طبیعت را فراهم میکند.
🔸توسعهی علوم کوانتومی منجر به پدید آمدن دستاوردهای فناورانه بسیار زیادی شده است. به عنوان یک مثال کافی است توجه کنیم که شناخت دقیق ما از خواص نیمهرساناها که سنگ بنا و شالودهی دنیای فناوری اطلاعات هستند مرهون مکانیک کوانتومی است. به عنوان یک مثال دیگر ساخت لیزرها که نیازمند شناخت برهمکنش نور با ماده است، ساخت ساعتهای اتمی، سلولهای خورشیدی، حسگرهای فوق دقیق و . . . همه از دستاوردهای شناخت ما از مکانیک کوانتومی است. دستیابی به این دستاوردها چیزی است که از آن به عنوان انقلاب اول مکانیک کوانتومی یاد میشود.
با این وجود وجه مشترک تقریبا همهی فناوریهایی که در بالا نام بردیم آن است که در آنها از جواص تعداد زیادی از ذرات تشکیلدهندهی طبیعت مثل فوتونها، الکترونها، اتمها و . . . استفاده شده است.
ادامه دارد...
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
🔸مکانیک کوانتومی یکی از مهمترین دستاوردهای بشر در علوم تجربی تا به امروز بوده است. نظریهای که با وجود پیشبینیهای عجیب متعددش تاکنون از همهی آزمونهای تجربی سربلند بیرون آمده است.
🔸مکانیک کوانتومی علمی است که به توصیف رفتار ذرات تشکیلدهندهی عالم در مقیاس ریز میپردازد. الکترونها، پروتونها، نوترونها، ذرات بنیادی، هستههای اتمی،فوتونها، اتمها، مولکولها، نانوساختارها و جامدات همه و همه طبق اصول مکانیک کوانتومی توصیف میشوند. این چارچوب امکان توصیف عجیبترین خواص مواد و ذرات تشکیلدهندهی طبیعت را فراهم میکند.
🔸توسعهی علوم کوانتومی منجر به پدید آمدن دستاوردهای فناورانه بسیار زیادی شده است. به عنوان یک مثال کافی است توجه کنیم که شناخت دقیق ما از خواص نیمهرساناها که سنگ بنا و شالودهی دنیای فناوری اطلاعات هستند مرهون مکانیک کوانتومی است. به عنوان یک مثال دیگر ساخت لیزرها که نیازمند شناخت برهمکنش نور با ماده است، ساخت ساعتهای اتمی، سلولهای خورشیدی، حسگرهای فوق دقیق و . . . همه از دستاوردهای شناخت ما از مکانیک کوانتومی است. دستیابی به این دستاوردها چیزی است که از آن به عنوان انقلاب اول مکانیک کوانتومی یاد میشود.
با این وجود وجه مشترک تقریبا همهی فناوریهایی که در بالا نام بردیم آن است که در آنها از جواص تعداد زیادی از ذرات تشکیلدهندهی طبیعت مثل فوتونها، الکترونها، اتمها و . . . استفاده شده است.
ادامه دارد...
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
🟣مفاهیم کوانتوم: انقلاب دوم کوانتومی - بخش دوم🟣
🔸اما در سالیان اخیر این وضعیت دچار تغییر زیادی شده است. در پنجاه سال گذشته پیشرفتهای بسیار زیادی در زمینههای بنیادی و زیرساختی فناوری مثل روشهای رشد و فرآوری و مشخصهیابی مواد،دستیابی به فشارهای بسیار پایین(خلأهای فوق بالا) و دماهای بسیار پایین، ساخت لیزرهای خیلی دقیق، ساخت ساعتهای بسیار دقیق، ساخت دوربینها، آشکارسازها و حسگرهای بسیار حساس به دست آمده است. به لطف این پیشرفتها امکان کنترل ذراتی که خواص کوانتومی از خودشان نشان میدهند فراهم شده است. امروز دانشمندان میتوانند:
🔸۱-تکفوتونها را تولید کنند، خواصشان را دستکاری کنند و آنها را آشکارسازی کنند.
۲- تک اتمها و تکیونها را به دام بیندازند و تحت کنترل دربیاورند.
۳- یک اتم را در یک شبکهی بلوری در ابعاد نانو بکارند و آن را مورد مطالعه قرار بدهند
۴- الگویی از اتمها و یونها را روی یک بستر حالت جامد بکارند و هستهی فقط یک اتم را تحریک کنند
۵- ابررساناهایی در مقیاس خیلی ریز (چند ده و چندصد نانومتر) رشد بدهند و این سیستمها را کنترل، مطالعه و ارزیابی کنند.
🔸این دستاوردهای بزرگ امکانات جدید بیشماری را پیش روی ما نهاده است. فراهم شدن این بسترها به ما امکان میدهد که از عجیبترین خواص کوانتومی این مواد مثل برهمنهی و درهمتنیدگی برای توسعهی فناوریهای کاملا نوین و انقلابی استفاده کنیم.
🔸به همین دلایل در یکی دو دههی گذشته در مجامع علمی گوناگونی از انقلاب دوم کوانتومی نام برده میشود؛ آغاز دوران جدیدی که در آن بشر میتواند با کنترل خواص کوانتومی ذرات منفرد از حداکثر ظرفیتهای کوانتومی ذرات تشکیل دهنده طبیعت برای توسعهی فناوریهای تحولآفرینی مثل خطوط مخابراتی کوانتومی، حسگرهای کوانتومی، شبیهسازهای کوانتومی و البته از همه مهمتر کامپیوترهای کوانتومی استفاده کند.
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
🔸اما در سالیان اخیر این وضعیت دچار تغییر زیادی شده است. در پنجاه سال گذشته پیشرفتهای بسیار زیادی در زمینههای بنیادی و زیرساختی فناوری مثل روشهای رشد و فرآوری و مشخصهیابی مواد،دستیابی به فشارهای بسیار پایین(خلأهای فوق بالا) و دماهای بسیار پایین، ساخت لیزرهای خیلی دقیق، ساخت ساعتهای بسیار دقیق، ساخت دوربینها، آشکارسازها و حسگرهای بسیار حساس به دست آمده است. به لطف این پیشرفتها امکان کنترل ذراتی که خواص کوانتومی از خودشان نشان میدهند فراهم شده است. امروز دانشمندان میتوانند:
🔸۱-تکفوتونها را تولید کنند، خواصشان را دستکاری کنند و آنها را آشکارسازی کنند.
۲- تک اتمها و تکیونها را به دام بیندازند و تحت کنترل دربیاورند.
۳- یک اتم را در یک شبکهی بلوری در ابعاد نانو بکارند و آن را مورد مطالعه قرار بدهند
۴- الگویی از اتمها و یونها را روی یک بستر حالت جامد بکارند و هستهی فقط یک اتم را تحریک کنند
۵- ابررساناهایی در مقیاس خیلی ریز (چند ده و چندصد نانومتر) رشد بدهند و این سیستمها را کنترل، مطالعه و ارزیابی کنند.
🔸این دستاوردهای بزرگ امکانات جدید بیشماری را پیش روی ما نهاده است. فراهم شدن این بسترها به ما امکان میدهد که از عجیبترین خواص کوانتومی این مواد مثل برهمنهی و درهمتنیدگی برای توسعهی فناوریهای کاملا نوین و انقلابی استفاده کنیم.
🔸به همین دلایل در یکی دو دههی گذشته در مجامع علمی گوناگونی از انقلاب دوم کوانتومی نام برده میشود؛ آغاز دوران جدیدی که در آن بشر میتواند با کنترل خواص کوانتومی ذرات منفرد از حداکثر ظرفیتهای کوانتومی ذرات تشکیل دهنده طبیعت برای توسعهی فناوریهای تحولآفرینی مثل خطوط مخابراتی کوانتومی، حسگرهای کوانتومی، شبیهسازهای کوانتومی و البته از همه مهمتر کامپیوترهای کوانتومی استفاده کند.
📎Join: @QuPedia
#آموزشی
⭕️کوانتوم در جهان: بخش اول⭕️
🟨با توجه به رشد روزافزون سرمایهگذاری در فناوریهای مبتنی بر کوانتوم در جهان و سهم فراوان فناوریهای کوانتومی در انقلاب آتی علم و فناوری، بر آن شدیم که به صورت هفتگی به معرفی فعالیت کشورهای مختلف و شرکتها و مراکز تحقیقاتی مهم آنها در حوزه کوانتوم بپردازیم.
🟨مراکز کوانتوم انگلستان(قسمت اول):
مایه تعجب نیست که بریتانیا یکی از مهمترین نقاط برای فناوری کوانتومی در جهان باشد. این منطقه دارای برخی از بزرگترین دانشگاههای دنیاست که دهههای گذشته به این فناوری توجه کردهاند. این دانشگاهها نامهای بزرگی را در زمینه کوانتوم به وجود آوردهاند که نشان میدهد بریتانیا یکی از پیشتازان این صنعت است.
🟨The National Quantum Computing Center:
در بریتانیا، NQCC، یک مرکز تحقیقاتی است که توسط مرکز تحقیقات و نوآوری بریتانیا تأمین مالی میشود، که برای رسیدگی به چالشهای مقیاسپذیری محاسبات کوانتومی به منظور کمک به توسعه رایانههای کوانتومی طراحی شده است. این مرکز با کسبوکارها، دولت و جامعه تحقیقاتی برای ارائه قابلیتهای محاسبات کوانتومی در بریتانیا و حمایت از رشد صنعت نوظهور کوانتوم همکاری میکند.
🟨Oxford Quantum Circuits (hardware):
موسسه مدارهای کوانتومی آکسفورد به خود میبالد که یکی از پیشروان در ساخت کامپیوترهای کوانتومی است. آنها روی همه چیز از کیوبیتهای ابررسانا گرفته تا مدارهای محاسباتی کوانتومی کار میکنند. وبسایت آنها بیان میکند که آنها تنها کامپیوتر کوانتومی را که به صورت تجاری در بریتانیا موجود است ارائه میدهند.
🟨Riverlane (software):
ریورلین که در کمبریج قرار دارد، به عنوان یکی از برترین شرکتهای نرمافزار محاسبات کوانتومی در بریتانیا متمایز است. این مرکز یک سیستم عامل قابل دسترس برای کامپیوترهای کوانتومی به نام Deltaflow.OS ارائه میدهد که برای تصحیح خطای کوانتومی، یکی از بزرگترین مشکلات در محاسبات کوانتومی تا به امروز، طراحی شده است.
📎Join: @QuPedia
#معرفی
🟨با توجه به رشد روزافزون سرمایهگذاری در فناوریهای مبتنی بر کوانتوم در جهان و سهم فراوان فناوریهای کوانتومی در انقلاب آتی علم و فناوری، بر آن شدیم که به صورت هفتگی به معرفی فعالیت کشورهای مختلف و شرکتها و مراکز تحقیقاتی مهم آنها در حوزه کوانتوم بپردازیم.
🟨مراکز کوانتوم انگلستان(قسمت اول):
مایه تعجب نیست که بریتانیا یکی از مهمترین نقاط برای فناوری کوانتومی در جهان باشد. این منطقه دارای برخی از بزرگترین دانشگاههای دنیاست که دهههای گذشته به این فناوری توجه کردهاند. این دانشگاهها نامهای بزرگی را در زمینه کوانتوم به وجود آوردهاند که نشان میدهد بریتانیا یکی از پیشتازان این صنعت است.
🟨The National Quantum Computing Center:
در بریتانیا، NQCC، یک مرکز تحقیقاتی است که توسط مرکز تحقیقات و نوآوری بریتانیا تأمین مالی میشود، که برای رسیدگی به چالشهای مقیاسپذیری محاسبات کوانتومی به منظور کمک به توسعه رایانههای کوانتومی طراحی شده است. این مرکز با کسبوکارها، دولت و جامعه تحقیقاتی برای ارائه قابلیتهای محاسبات کوانتومی در بریتانیا و حمایت از رشد صنعت نوظهور کوانتوم همکاری میکند.
🟨Oxford Quantum Circuits (hardware):
موسسه مدارهای کوانتومی آکسفورد به خود میبالد که یکی از پیشروان در ساخت کامپیوترهای کوانتومی است. آنها روی همه چیز از کیوبیتهای ابررسانا گرفته تا مدارهای محاسباتی کوانتومی کار میکنند. وبسایت آنها بیان میکند که آنها تنها کامپیوتر کوانتومی را که به صورت تجاری در بریتانیا موجود است ارائه میدهند.
🟨Riverlane (software):
ریورلین که در کمبریج قرار دارد، به عنوان یکی از برترین شرکتهای نرمافزار محاسبات کوانتومی در بریتانیا متمایز است. این مرکز یک سیستم عامل قابل دسترس برای کامپیوترهای کوانتومی به نام Deltaflow.OS ارائه میدهد که برای تصحیح خطای کوانتومی، یکی از بزرگترین مشکلات در محاسبات کوانتومی تا به امروز، طراحی شده است.
📎Join: @QuPedia
#معرفی
⭕️کوانتوم در جهان: بخش دوم⭕️
مراکز کوانتوم انگلستان(قسمت دوم):
🟨Universal Quantum (hardware):
یونیورسال کوانتوم یک شرکت کوانتومی است که به دنبال توسعه یک کامپیوتر کوانتومی میلیون کیوبیتی در چند سال آینده است. در حالی که این یک هدف عالی است، آنها از کیوبیتهای یون به دام افتاده و گیتهای الکترونیکی کوانتومی خود برای انجام این هدف استفاده میکنند.
🟨Cambridge Quantum (software):
کمبریج کوانتوم نرم افزار و ابزار محاسبات کوانتومی مبتنی بر هوش مصنوعی را توسعه میدهد. این شرکت همچنین به دنبال یادگیری ماشین کوانتومی برای مدلسازی سریهای زمانی است و خود را به عنوان پیشرو در این صنعت متمایز کرده است. این شرکت اخیرا همکاری بزرگی را با شرکت Honeywell ترتیب داده است.
🟨Oxford Instruments (hardware):
این شرکت یکی از برترین توسعهدهندگان ابزارهایی است که به سردسازی سیستمهای محاسبات کوانتومی کمک میکند. تصویربرداری و حسگری کوانتومی نیز جز فعالیتهای این شرکت است. این شرکت تلاش میکند تا اتمسفر مورد نیاز رایانههای کوانتومی را فراهم کند.
🟨QURECA (مشاوره):
فعالیت این گروه از بقیه شرکتهای محاسبات کوانتومی متفاوت است. این شرکت برای توسعه استعدادهای مورد نیاز صنعت کوانتومی تلاش میکند. QURECA با کلاسهای محاسبات کوانتومی، مشاوره تخصصی و دسترسی به هزاران فرصت شغلی، به ارتباط شرکتها با نامزدهای عالی در صنعت کوانتوم کمک میکند.
📎Join: @QuPedia
#معرفی
مراکز کوانتوم انگلستان(قسمت دوم):
🟨Universal Quantum (hardware):
یونیورسال کوانتوم یک شرکت کوانتومی است که به دنبال توسعه یک کامپیوتر کوانتومی میلیون کیوبیتی در چند سال آینده است. در حالی که این یک هدف عالی است، آنها از کیوبیتهای یون به دام افتاده و گیتهای الکترونیکی کوانتومی خود برای انجام این هدف استفاده میکنند.
🟨Cambridge Quantum (software):
کمبریج کوانتوم نرم افزار و ابزار محاسبات کوانتومی مبتنی بر هوش مصنوعی را توسعه میدهد. این شرکت همچنین به دنبال یادگیری ماشین کوانتومی برای مدلسازی سریهای زمانی است و خود را به عنوان پیشرو در این صنعت متمایز کرده است. این شرکت اخیرا همکاری بزرگی را با شرکت Honeywell ترتیب داده است.
🟨Oxford Instruments (hardware):
این شرکت یکی از برترین توسعهدهندگان ابزارهایی است که به سردسازی سیستمهای محاسبات کوانتومی کمک میکند. تصویربرداری و حسگری کوانتومی نیز جز فعالیتهای این شرکت است. این شرکت تلاش میکند تا اتمسفر مورد نیاز رایانههای کوانتومی را فراهم کند.
🟨QURECA (مشاوره):
فعالیت این گروه از بقیه شرکتهای محاسبات کوانتومی متفاوت است. این شرکت برای توسعه استعدادهای مورد نیاز صنعت کوانتومی تلاش میکند. QURECA با کلاسهای محاسبات کوانتومی، مشاوره تخصصی و دسترسی به هزاران فرصت شغلی، به ارتباط شرکتها با نامزدهای عالی در صنعت کوانتوم کمک میکند.
📎Join: @QuPedia
#معرفی
⭕️کوانتوم در جهان: بخش سوم⭕️
مراکز کوانتوم اروپا (بخش اول):
🟨اروپا، مانند بریتانیا، مراکز موفقی از شرکتهای کوانتومی، برنامههای تحقیقاتی و ... ایجاد کرده است. همچنین شاهد مشارکت و همکاری جهانی برای توسعه فناوریهای مهم در صنعت کوانتوم بوده است. در اروپا، نام ها و رهبران بزرگی در دنیای کوانتومی پیدا خواهید کرد که به کار بر روی ایجاد آینده کوانتومی ادامه میدهند.
🟨European Quantum Industry Consortium:
این نهاد جایی است که شرکتهای کوانتومی، محققان کوانتومی و ... را برای کمک به تقویت رقابتپذیری و رشد اقتصادی صنعت کوانتوم در اروپا به هم متصل میکند. QuIC میزبان سمپوزیومها و رویدادهای بسیاری برای کمک به آموزش در مورد مزایای این فناوری است. QuIC با صدها عضو به پرورش یک جامعه کوانتومی مولد در اروپا کمک می کند.
🟨BlueFors (hardware):
مانند Oxford Instrument، این شرکت ابزارهایی را برای انجام محاسبات کوانتومی ارائه میدهد. این شرکت که در فنلاند میباشد، سیستمهای اندازهگیری دمای پایین را توسعه میدهد که میتواند محیط فوقالعاده سرد مورد نیاز برای یک کامپیوتر کوانتومی را فراهم کند.
🟨IQM Quantum Computers (Hardware and software):
مستقر در فنلاند و در حال کار برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی پیشرو در جهان است. برای انجام این کار، IQM در حال کار بر روی توسعه سخت افزار و همچنین نرم افزار مناسب کامپیوتر کوانتومی است. به منظور بهبود تصحیح خطا، پردازندههای کوانتومی نسل دوم IQM از اجزای روی تراشه استفاده میکنند و کارایی را افزایش میدهند.
📎Join: @QuPedia
#معرفی
مراکز کوانتوم اروپا (بخش اول):
🟨اروپا، مانند بریتانیا، مراکز موفقی از شرکتهای کوانتومی، برنامههای تحقیقاتی و ... ایجاد کرده است. همچنین شاهد مشارکت و همکاری جهانی برای توسعه فناوریهای مهم در صنعت کوانتوم بوده است. در اروپا، نام ها و رهبران بزرگی در دنیای کوانتومی پیدا خواهید کرد که به کار بر روی ایجاد آینده کوانتومی ادامه میدهند.
🟨European Quantum Industry Consortium:
این نهاد جایی است که شرکتهای کوانتومی، محققان کوانتومی و ... را برای کمک به تقویت رقابتپذیری و رشد اقتصادی صنعت کوانتوم در اروپا به هم متصل میکند. QuIC میزبان سمپوزیومها و رویدادهای بسیاری برای کمک به آموزش در مورد مزایای این فناوری است. QuIC با صدها عضو به پرورش یک جامعه کوانتومی مولد در اروپا کمک می کند.
🟨BlueFors (hardware):
مانند Oxford Instrument، این شرکت ابزارهایی را برای انجام محاسبات کوانتومی ارائه میدهد. این شرکت که در فنلاند میباشد، سیستمهای اندازهگیری دمای پایین را توسعه میدهد که میتواند محیط فوقالعاده سرد مورد نیاز برای یک کامپیوتر کوانتومی را فراهم کند.
🟨IQM Quantum Computers (Hardware and software):
مستقر در فنلاند و در حال کار برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی پیشرو در جهان است. برای انجام این کار، IQM در حال کار بر روی توسعه سخت افزار و همچنین نرم افزار مناسب کامپیوتر کوانتومی است. به منظور بهبود تصحیح خطا، پردازندههای کوانتومی نسل دوم IQM از اجزای روی تراشه استفاده میکنند و کارایی را افزایش میدهند.
📎Join: @QuPedia
#معرفی