⚠️لرزه‌نگاری به کمک فیبر حامل اطلاعات کوانتومی⚠️

🔹یک آزمایش نشان می‌دهد که شبکه‌های توزیع کلید کوانتومی، که بخشی از طرح‌های رمزنگاری بسیار امن هستند، می‌توانند به عنوان حسگر، زلزله‌ها و لرزش‌ها را نیز شناسایی و مکان‌یابی کنند.
از بستر فیبر نوری برای انتقال رمز و کلید آن در مخابرات کوانتومی استفاده می‌شود. همچنین از شبکه‌های فیبر می‌توان برای تشخیص لرزش استفاده کرد و اکنون محققان نشان داده‌اند که این دو وظیفه را می توان با هم ترکیب کرد. محققان یک سیگنال توزیع کلید کوانتومی (QKD) را روی یک فیبر 658 کیلومتری ارسال کردند و در عین حال فیبر را در یک مکان خاص به ارتعاش درآوردند. آنها این ارتعاش را از طریق سیگنال نوری تشخیص دادند و نشان دادند که می‌توان موقعیت آن را با دقت 1 کیلومتر تعیین کرد. این تکنیک جدید می‌تواند به طور بالقوه در شبکه‌های QKD که در حال حاضر در چین، کره جنوبی و سایر کشورها راه‌اندازی شده‌اند، استفاده شود.

‼️لینک خبر‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️ایجاد مدارهای کوانتومی به کمک اتم‌های خنثی⚠️

🔹دو گروه از محققان به طور مستقل امکان استفاده از اتم های خنثی برای ایجاد مدارهای کوانتومی را نشان دادند. یکی از این گروه ها برای اولین بار با موفقیت الگوریتمی را روی یک کامپیوتر کوانتومی اتم سرد اجرا کردند. گروه دوم، نشان دادند که امکان ساخت یک پردازنده کوانتومی بر اساس انتقال منسجم آرایه های اتمی درهم تنیده وجود دارد.

🔹هم‌اکنون برخی از محققان به مطالعه امکان استفاده از اتم‌های خنثی در چنین رایانه‌ای روی آورده‌اند. مزیت چنین رویکردی این است که مقیاس‌پذیری آن برای سیستم‌های بسیار بزرگ‌تر آسان‌تر است - آرایه‌هایی از صدها اتم خنثی قبلاً برای ایجاد دروازه‌های منطقی استفاده شده‌اند. در دو تلاش جدید، هر دو تیم تحقیقاتی نشان دادند که امکان استفاده از چنین رویکردی برای ایجاد مدارهای چند کیوبیتی وجود دارد. آن‌ها از سیستم خود برای اجرای دو الگوریتم کوانتومی متفاوت استفاده کردند – یکی انرژی مولکولی یک اتم معین را اندازه گیری می‌کرد و دیگری برای کار بر روی مسئله MaxCut طراحی شده بود.

‼️لینک خبر‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️تمهیدات کاخ سفید برای رمزنگاری ایمن در برابر کامپیوترهای کوانتومی⚠️

🔹کامپیوترهای کوانتومی هنوز به اندازه کافی برای شکستن رمزگذاری کلید عمومی قدرتمند نیستند، اما زمانی که این اتفاق بیفتد، می‌توانند تهدیدی بزرگ برای امنیت ملی و داده های مالی و خصوصی باشند.
از همین رو و با توجه به پیشرفت‌های چین در عرصه ساخت کامپیوتر کوانتومی، کاخ سفید مجموعه‌ای از پیشنهادها را برای حفظ ایالات متحده در رقابت جهانی محاسبات کوانتومی و در عین حال کاهش خطر رایانه‌های کوانتومی که می‌توانند رمزنگاری کلید عمومی را بشکنند، اعلام کرده است. از جمله جداول زمانی و مسئولیت‌هایی برای آژانس‌های فدرال تبیین شده است تا براساس آن اکثر سیستم‌های رمزنگاری ایالات متحده را به رمزنگاری مقاوم دربرابر رایانش کوانتومی منتقل کنند.

🔹در ماه اکتبر سال ۲۰۲۱ نیز، مقامات اطلاعاتی ایالات متحده محاسبات کوانتومی را به عنوان یکی از پنج تهدید خارجی کلیدی معرفی کردند. بقیه موارد هوش مصنوعی، بیوتکنولوژی، نیمه رساناها و سیستم های خودمختار بودند.

‼️لینک خبر‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️جهش بزرگ در توسعه گیت‌های کوانتومی اپتیکی⚠️

🔹محققان موسسه اپتیک کوانتومی ماکس پلانک در آلمان، برای اولین بار موفق به ایجاد یک گیت نوری دو کیوبیتی با بازده متوسط ​​بیش از 40 درصد شدند که چهار برابر رکورد قبلی است.
مزیت تعامل ضعیف فوتون‌ها برای اعمال گیت‌های کوانتومی به یک نقطه ضعف محسوس تبدیل می شود. زیرا برای اینکه بتوان اطلاعات را پردازش کرد، فوتون‌ها باید بتوانند بر یکدیگر تأثیر بگذارند.
در این آزمایش اتم‌ها واسطه برهمکنش لازم بین فوتون‌ها هستند. محققان از یک گاز با چگالی کم استفاده کردند که آن را تا دمای 0.5 میکروکلوین سرد کردند و به عنوان تقویت کننده برای تعامل بین فوتون‌ها، اتم‌های فوق سرد را بین آینه‌های یک تشدیدگر نوری قرار دادند. داخل این تشدیدگر برهم‌کنش دو فوتون صورت گرفت.

‼️لینک خبر‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️گیرنده رادیویی کوانتومی برای تقویت 5G و IoT آزمایش می‌شود.⚠️

🔹فناوری آنتن کوانتومی از ترازهای «اتم‌های برانگیخته» استفاده می‌کند که پیش‌بینی می‌شود بیش از 100 برابر حساسیت بیشتری نسبت به گیرنده‌های سنتی ارائه دهند.
یک اثر کوانتومی به نام «شفافیت القا شده الکترومغناطیسی» برای ساخت یک آشکارساز میدان الکتریکی بسیار حساس استفاده می‌شود که می‌تواند توانایی نسل بعدی 5G و IoT را افزایش دهد.

🔹درصورت موفقیت آمیز بودن پروژه، مصرف انرژی شبکه تلفن همراه کاهش می‌یابد و دستگاه‌های اینترنت اشیا را مقرون به صرفه‌تر و ماندگارتر می‌سازد. همچنین امکان پوشش سرتاسری اینترنت 5G در سطح ملی را هموارتر می‌کند.
آزمایش رادیو کوانتومی شرکت BT نشان دهنده اولین باری است که یک پیام رمزگذاری شده دیجیتالی در فرکانس تجاری 3.6 گیگاهرتز (5G) دریافت شده است.

‼️لینک خبر‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️اینترنت کوانتومی یک گام به واقعیت نزدیک‌تر می‌شود⚠️

یک راه جایگزین برای مخابره اطلاعات استفاده از پدیده‌ای موسوم به فرابرد کوانتومی (تلپورت) می‌باشد. البته این امر مستلزم وجود دو ذره درهم‌تنیده در مکان ابتدایی و انتهایی است.
در تلاش جدید، محققان دانشگاه دلفت هلند برای اولین بار موفق شدند حالت یک کیوبیت را بین دو نقطه که کانال مستقیم کوانتومی بین آن‌ها نیست فرابرد کنند. محققان ابتدا حالت های کوانتومی درهم تنیده‌ای (اسپین الکترون داخل نیتروژن تهی‌جا در الماس) را بین گره‌های همسایه A , B ایجاد می‌کنند. بعد، B حالت خود را با حالت نیتروژن تهی‌جا نزد C درهم‌تنیده می‌کند. سپس با اندازه‌گیری خاصی روی وضعیت باب، آن‌ها بر درهم‌تنیدگی تأثیر می‌گذارند و بین حالت A و C درهم‌تنیدگی ایجاد می‌کنند. حال امکان فرابرد یک کیوبیت بین A , C فراهم می‌شود.
این آزمایش در فاصله ۲۰ متر انجام شد و در آینده باید این فاصله افزایش یابد.

‼️لینک خبر‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️دستاورد شگفت انگیز در دسترسی به برتری کوانتومی⚠️

🔹در مقاله ای که در مجله تحقیقاتی نیچر منتشر شد، شرکت کانادایی Xanadu اعلام کرد که کامپیوتر کوانتومی آن به نام Borealis، به "برتری کوانتومی" دست یافته است.

🔹به طور خاص، Borealis یک سری از اعداد با احتمال مشخص را تنها در 36 میکروثانیه تولید کرد، عملیاتی که برای قوی‌ترین ابررایانه‌های جهان بیش از 9000 سال طول می‌کشد. این شاهکار علمی در حال حاضر کاربرد فوری ندارد، اما به عنوان تاییدی بر امکان انقلاب محاسباتی به حساب می‌آید. این رایانه جز دسته کامپیوترهای فوتونیکی به شمار می‌رود و این مزیت را دارد که می تواند در دمای اتاق کار کند.

🔹اولین سیستمی که مزیت کوانتومی را نشان داد، که توسط گوگل در سال ۲۰۱۹ رونمایی شد. یک سال بعد، محققان دانشگاه علم و صنعت چین ادعا کردند که به برتری کوانتومی با یک سیستم مبتنی بر نور دست یافته‌اند. در حالی که هیچکدام از آستانه 100 کیوبیت عبور نکردند. در مقابل، Borealis یک دستگاه 216 کیوبیتی با ویژگی‌هایی است که به گفته طراحان به راحتی مقیاس‌پذیر می‌شود.

‼️لینک خبر‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️بهبود برخی از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی به کمک مکانیک کوانتومی⚠️

🔹دانشمندان در مجله ساینس گزارش کردند که در انواع خاصی از وظایف یادگیری ماشینی، کامپیوتر کوانتومی برتری ویژه‌ای نسبت به محاسبات استاندارد دارد. محققین نشان داده شد که این مزیت در آزمایش‌های دنیای واقعی نیز برقرار است.

🔹محققان وظایف یادگیری ماشین را با Sycamore (کامپیوتر کوانتومی گوگل) آزمایش کردند. البته این تیم به جای استفاده از یک سیستم کوانتومی واقعی، از داده‌های کوانتومی شبیه‌سازی شده استفاده کرد و آن‌ها را با استفاده از تکنیک‌های کوانتومی و کلاسیک تجزیه و تحلیل نمود. در نهایت نشان داده شد برای یادگیری ویژگی‌های کوانتومی سیستم(موقعیت و تکانه ذرات) کامپیوترهای کلاسیکی به داده های ورودی بسیار بیشتری نیاز دارند که در نتیجه برتری رایانه‌های کوانتومی اثبات شد.

🔹استفاده از محاسبات کوانتومی برای بهبود الگوریتم‌های یادگیری ماشینی به یکی از حوزه‌های مهم در سالیان اخیر تبدیل شده است.

‼️لینک خبر‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️استفاده از نقص‌های الماس برای حسگری کوانتومی فوق سریع⚠️

🔷دانشمندان ژاپنی در تحقیق جدید خود نشان دادند که چگونه می‌توان از طیف سنجی فوق سریع برای بهبود وضوح زمانی حسگرهای کوانتومی استفاده کرد. آنها با اندازه گیری جهت‌گیری اسپین در داخل یک نیتروژن‌تهی‌جا در الماس(یک اتم نیتروژن و یک نقص در کنار هم داخل شبکه الماس) نشان دادند که میدان های مغناطیسی را می توان حتی در زمان های بسیار کوتاه اندازه گیری کرد.

🔷سنجش کوانتومی امکان پایش بسیار دقیق دما و همچنین میدان های مغناطیسی و الکتریکی را با وضوح نانومتری فراهم می‌کند. با مشاهده اینکه چگونه این کمیت‌ها بر ترازهای انرژی در یک مولکول تأثیر می‌گذارند می‌توان مقادیر آن‌ها را به دست آورد. با این حال، وضوح زمانی روش‌های سنجش کوانتومی مرسوم به دلیل طول عمر بلند الکترون‌ها در ترازهای اتمی محدود به میکروثانیه بوده است.

🔷 این کار ممکن است امکان پیشرفت در زمینه اندازه‌گیری‌های با دقت فوق‌العاده به نام اندازه‌گیری کوانتومی و همچنین رایانه‌های کوانتومی «اسپینترونیک» که بر اساس اسپین‌های الکترون کار می‌کنند را فراهم کند.

‼️لینک خبر‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️شبیه‌سازی کوانتومی یک مولکول آلی به کمک نقاط کوانتومی نیمه‌رسانا⚠️

🔹فیزیکدانان استرالیایی یک پردازنده کوانتومی در مقیاس اتمی را برای شبیه سازی رفتار یک مولکول آلی کوچک مهندسی کردند.

🔹در مقاله‌ای که در مجله نیچر منتشر شد، محققان توضیح دادند که چگونه توانستند ساختار و حالت‌های انرژی ترکیب آلی پلی‌استیلن(زنجیره تکرار شونده از کربن و هیدروژن) را به کمک اتم‌ها و الکترون‌های سیلیکون شبیه‌سازی کنند.

🔹مولکول پلی استیلن را با قرار دادن اتم‌های سیلیکون با فواصل دقیق تقلید کردیم. این شبیه‌سازی برای زنجیره ۱۰تایی پلی‌استیلن انجام گرفت که در آستانه توانایی کامپیوترهای کلاسیک برای شبیه‌سازی این مولکول قرار دارد. نتایج این آزمایش با پیش‌بینی‌های رایانه‌ای و نظری تطابق کامل داشت. در ادامه این فرایند و با افزایش تعداد اتم‌های زنجیره می‌توان به عبور از حد رایانه‌های کلاسیک امیدوار بود.

‼️لینک خبر‼️ ‼️لینک مقاله‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️رکورد فاصله بین دو حالت درهم‌تنیده اتمی شکسته شد⚠️

🔹تیمی از فیزیکدانان دانشگاه LMU مونیخ دو حافظه کوانتومی اتمی را در یک اتصال فیبر نوری به طول 33 کیلومتر با هم درهم‌تنیده کرده‌اند. این طولانی‌ترین مسافتی است که تاکنون از طریق فیبر مخابراتی درهم‌تنیده شده است.

🔹به طور کلی، شبکه‌های کوانتومی شامل گره‌هایی از حافظه‌های کوانتومی منفرد مانند اتم‌ها، یون‌ها یا نقص در شبکه‌های کریستالی هستند. این گره‌ها قادر به دریافت، ذخیره و انتقال حالت‌های کوانتومی هستند. میانجی‌گری بین گره‌ها را می‌توان با استفاده از ذرات نوری که از طریق هوا یا به صورت هدفمند از طریق اتصال فیبر نوری مبادله می شوند، انجام داد. محققان برای آزمایش خود، از سیستمی متشکل از دو اتم روبیدیم به دام افتاده در دو آزمایشگاه مختلف استفاده کردند.

🔹یک پالس لیزر اتم‌ را تحریک می‌کند و پس از آن اتم به طور خود به خود به حالت پایه خود باز می‌گردد و در نتیجه یک فوتون ساطع می‌کند. به دلیل بقای تکانه زاویه‌ای، اسپین اتم با قطبش فوتون ساطع شده آن درهم‌تنیده می‌شود. سپس با انتقال این فوتون از طریق فیبر نوری به آزمایشگاه دیگر و انجام اندازه‌گیری‌های مناسب می‌توان دو اتم روبیدیم را در دو آزمایشگاه درهم‌تنیده کرد. (اهمیت آزمایش این است که در واقع دو ذره ساکن درهم‌تنیده شدند، یعنی اتم‌هایی که به عنوان حافظه‌های کوانتومی عمل می‌کنند. این بسیار دشوارتر از درهم‌تنیدگی فوتون‌ها است، اما امکان‌های کاربردی بیشتری را در اختیار قرار می‌دهد)

🔹یک گام تعیین کننده، تغییر طول موج ذرات نور ساطع شده از 780nm به 1517nm به وسیله دو مبدل فرکانس کوانتومی بود. (این تبدیل با بهره‌وری بی‌سابقه 57٪ انجام شد) این طول موج نزدیک به طول موج مخابراتی (1550nm) می‌باشد که اتلاف نور در این طول موج داخل فیبر نوری کمینه است.

🔹این آزمایش گام مهمی در مسیر توسعه اینترنت کوانتومی بر اساس زیرساخت فیبر نوری موجود می‌باشد.

‼️لینک مقاله‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️کشف حلقه گمشده برای فعال کردن اینترنت کوانتومی تمام سیلیکونی⚠️

🔹نتایج تحقیقات محققان کانادایی که در مجله Nature منتشر شده است، نشان می‌دهد که بیش از 150000 کیوبیت را به کمک نقص‌های خاصی در شبکه سیلیکون «T center» (دو اتم کربن و یک اتم هیدروژن در کنار هم) بر روی یک تراشه ایجاد کرده‌اند. این کیوبیت‌ها ممکن است بتوانند به کمک نور به یکدیگر متصل شوند. این امر به تشکیل کامپیوترهای کوانتومی قدرتمندی که توسط اینترنت کوانتومی متصل هستند کمک می‌کند.

🔹تحقیقات گذشته نشان داده است که به وسیله سیلیکون می‌توان برخی از پایدارترین کیوبیت‌ها را تولید کرد. اکنون پژوهش جدیدی که منتشر شده است نشان می‌دهد تحت یک میدان مغناطیسی، کیوبیت‌های اسپینی در هر مرکز T ترازهای انرژی‌ متفاوتی دارند و هر کدام طول موج متفاوتی از نور را ساطع می‌کنند. این موضوع به دانشمندان اجازه می‌دهد تا حالت‌های هر کیوبیت را به صورت نوری در این مراکز T شناسایی کنند و تغییر دهند.

🔹علاوه بر این، مراکز T این مزیت را دارند که نور را در همان طول موجی که تجهیزات ارتباطات فیبر شهری و شبکه های مخابراتی استفاده می کنند(مادون قرمز)، ساطع می‌کنند.
به طور کلی با یافتن راهی برای ایجاد پردازنده‌های محاسبات کوانتومی در سیلیکون، می‌توان به جای ایجاد یک صنعت کاملاً جدید برای تولید فناوری‌های کوانتومی، از تمام سال‌ها توسعه، دانش و زیرساخت‌های مورد استفاده برای تولید رایانه‌های معمولی استفاده کرد. این یک مزیت رقابتی در مسابقه بین المللی برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی محسوب می‌شود.

‼️لینک مقاله‌‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️رکورد دمای پایین جدید برای مولکول‌های قطبی⚠️

🔹محققان موسسه اپتیک کوانتومی ماکس پلانک روش جدیدی برای خنک کردن گاز مولکول‌های قطبی تا نزدیک به صفر مطلق ایجاد کرده‌اند. این دستاورد راه را برای مطالعه اثرات کوانتومی و اشکال جدید مواد هموار می‌کند.

🔹محققان از گازی از مولکول‌های سدیم‌پتاسیم (NaK) استفاده کردند که توسط نور لیزر در یک تله نوری محبوس شده بود. محققان برای خنک سازی از تکنیکی موسوم به خنک سازی تبخیری استفاده کردند که در گذشته نیز برای سردسازی اتم‌ها استفاده شده است. این روش مشابه فرآیند آشنایی عمل می‌کند، که باعث می‌شود یک فنجان قهوه داغ خنک شود. در قهوه، مولکول‌ها دائما با هم برخورد می‌کنند و در نتیجه بخش هایی از انرژی جنبشی خود را مبادله می کنند. اگر دو مولکول بسیار پرانرژی با هم برخورد کنند، یکی از آنها می تواند آنقدر پر انرژی شود که از قهوه به صورت بخار فرار کند و مولکول‌های دیگر با انرژی کمتر باقی بمانند و قهوه به تدریج خنک شود.

🔹اما در مورد مولکول‌ها به دلیل ساختارهای پیچیده‌تر انجام این فرایند ساده نیست. مولکول‌های قطبی مانند آهن‌رباهای کوچکی عمل می‌کنند که می‌توانند به هم بچسبند و برخورد کمتری داشته باشند. برای غلبه بر این مانع، دانشمندان به ترفند تازه‌ای تکیه کردند. استفاده از یک میدان الکترومغناطیسی که به عنوان سپر انرژی برای مولکول ها عمل می کند و از چسبیدن آنها به یکدیگر جلوگیری می کند. این سپر انرژی با استفاده از یک میدان مایکروویو دوار قوی ایجاد شد. این میدان باعث می شود که مولکول‌ها با فرکانس بالاتری بچرخند. اگر دو مولکول بیش از حد به یکدیگر نزدیک شوند، بنابراین می توانند انرژی جنبشی را مبادله کنند، اما در عین حال خود را به گونه ای تراز می کنند که یکدیگر را دفع می کنند و دوباره به سرعت از هم جدا می شوند.

🔹به این ترتیب، محققان ماکس پلانک موفق شدند گازی از مولکول های سدیم-پتاسیم را تا 21 میلیاردم درجه (21nK) بالای صفر مطلق خنک کنند. با این کار آنها رکورد جدیدی در دمای پایین برای مولکول‌ها ثبت کردند.

‼️لینک خبر‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️پیشرفت تحسین‌برانگیز در رمزنگاری کوانتومی تجربی⚠️

🔹روشی که به عنوان توزیع کلید کوانتومی شناخته می‌شود، مدت‌هاست که امنیت ارتباطات در رمزنگاری مرسوم را نوید می‌دهد. یک تیم بین المللی از دانشمندان(دانشگاه‌های Oxford, EPFL, ETH Zurich, Geneva and CEA) اکنون برای اولین بار به صورت تجربی رویکردی را برای توزیع کلید کوانتومی نشان داده‌اند که مبتنی بر درهم‌تنیدگی کوانتومی با کیفیت بالا است(پروتکل E91 که مبتنی بر نقض نامساوی بل می‌باشد) که تضمین های امنیتی بسیار گسترده تری نسبت به طرح‌های قبلی ارائه می‌دهد.

🔹یکی از ویژگی‌های مهم پروتکل اجرا شده که برای اولین بار به صورت تجربی دست آمده این است که مستقل از دستگاه اندازه‌گیری می‌باشد. (DI-QKD) یعنی امنیت پروتکل مبتنی بر دقیق بودن دستگاه‌های اندازه گیری نمی‌باشد و حتی با فرض نویزی بودن دستگاه‌ها هم می‌توان به امنیت کوانتومی رسید.

🔹این آزمایش شامل دو یون منفرد - یکی برای فرستنده و دیگری برای گیرنده - محصور در تله های جداگانه‌ای بود که با یک پیوند فیبر نوری متصل شده بودند. در این شبکه کوانتومی، درهم‌تنیدگی بین یون‌ها با فیدلیتی(میزان نزدیکی حالت ارسال شده و دریافت شده) فوق‌العاده در میلیون‌ها اجرا ایجاد شد. بدون چنین منبع پایداری از درهم تنیدگی، پروتکل نمی‌توانست به شیوه‌ای معنادار اجرا شود. همچنین با نشان دادن اینکه نامساوی بل نقض می‌شود کیفیت بهره‌برداری از درهم‌تنیدگی صحت‌سنجی شد.

‼️لینک مقاله‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️حل مسئله بهینه‌سازی نحوه قرار گرفتن سنسور داخل خودروهای BMW به کمک محاسبات کوانتومی(Entropy Quantum Computing) تنها در ۶ دقیقه⚠️

‼️لینک خبر‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️ایجاد سریع‌ترین گیت دو کیوبیتی جهان بین دو اتم منفرد⚠️

🔹یک گروه تحقیقاتی در بستر اتم‌های سرد به دام افتاده موفق شدند به وسیله دستکاری اتم‌ها با نور لیزر، گیت دو کیوبیتی(CZ gate) را اجرا کنند (یک عملیات اساسی که برای محاسبات کوانتومی ضروری است) که تنها 6.5 نانوثانیه زمان لازم دارد.

🔹دقت (fidelity) گیت کوانتومی به راحتی توسط نویز محیطی کاهش می یابد. از آنجایی که مقیاس زمانی نویز عموماً بیشتر از یک میکروثانیه است، اگر یک گیت کوانتومی که به اندازه کافی سریعتر باشد داشته باشیم، می‌توانیم از کاهش دقت محاسبات به واسطه نویز جلوگیری کنیم و به محاسبات کوانتومی عملیاتی نزدیک شویم.

🔹در 20 سال گذشته، بخش عظیمی از تحقیقات سخت افزاری کامپیوتر کوانتومی در جستجوی گیت‌های سریع‌تر بوده است. گیت فوق سریع 6.5 نانوثانیه‌ای که توسط این تحقیق با سخت افزار اتم سرد به دست آمده است بیش از دو مرتبه سریع‌تر از نویز است و بنابراین می تواند اثرات آن را از بین ببرد. رکورد جهانی قبلی 15 نانوثانیه بود که توسط گوگل در سال 2020 با مدارهای ابررسانا به دست آمد.

‼️لینک مقاله‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️گام بلند در راستای ایجاد شبکه کوانتومی جهانی⚠️

🔹محققان چینی ایجاد شبکه توزیع کلید کوانتومی (QKD) از فضا به زمین میان آزمایشگاه فضایی چینی Tiangong و چهار ایستگاه زمینی را گزارش کردند. این دستاورد گام مهمی به سوی QKD عملی بر اساس ماهواره‌های کوچک است، که یکی از امیدوارکننده‌ترین مسیرها برای ایجاد یک شبکه ارتباطی کوانتومی جهانی است.
اولین اثبات تجربی امکان برقراری شبکه QKD میان زمین و فضا مربوط به ماهواره Micius می‌باشد.

🔹با این حال، سیستم QKD مورد استفاده در آن ماهواره حجیم و گران بود. به طوری که تقریباً اندازه یک یخچال بزرگ، با 130 کیلوگرم جرم و توان مصرفی 130 وات بوده است. اما سیستم حال حاضر با ابعاد کوچکتر، جرم 80 کیلوگرم و توان مصرفی 80 وات مزیت ویژه‌ای نسبت به نمونه‌های قبلی دارد.
به گفته دانشمندان این کار جدید امکان‌پذیری یک شبکه QKD فضا-زمینی را بر اساس محموله ماهواره‌ای فشرده و قابل حمل نشان می‌دهد. در آینده نزدیک، این سیستم QKD می‌تواند در برنامه‌هایی که نیاز به امنیت بالایی دارند مانند امور دولتی، دیپلماسی و مالی استفاده شود.

‼️لینک مقاله‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️اندازه گیری جریان‌های قلب با وضوح مکانی میلیمتری به کمک سنسور کوانتومی⚠️

🔹مگنتوکاردیوگرافی (MCG) یک روش امیدوارکننده برای اندازه‌گیری غیرمستقیم جریان قلب است. این تکنیک شامل اندازه‌گیری تغییرات جزئی در میدان مغناطیسی نزدیک قلب ناشی از جریان‌های قلبی است. برای این منظور انواع مختلفی از حسگرهای کوانتومی مناسب توسعه داده شده است.

🔹با این حال، وضوح فضایی آنها محدود به مقیاس‌های سانتی متری است و برای تشخیص جریان‌های قلبی که در مقیاس میلیمتری منتشر می‌شوند، به اندازه کافی خوب نیستند. علاوه بر این، هر یک از این سنسورها دارای محدودیت‌های عملی مانند اندازه و دمای عملیاتی هستند.

🔹اخیراً محققان ژاپنی توانسته‌اند به کمک مگنتومتر کوانتومی نیتروژن تهی‌جا در الماس به دقت مکانی ۵ میلیمتری دست یابند. سیستم جدید می‌تواند نقشه‌های دو بعدی دقیقی از جریان‌های قلبی اندازه‌گیری شده در موش‌های آزمایشگاهی به دست بیاورد. علاوه بر این، سنسور الماس می تواند در دمای اتاق کار کند، برخلاف دیگر سنسورهای MCG که به دمای برودتی نیاز دارند.

‼️لینک مقاله‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️تولید 14 فوتون درهم‌تنیده با استفاده از یک اتم⚠️

🔹فیزیکدانان مؤسسه اپتیک کوانتومی ماکس پلانک موفق شده‌اند 14 فوتون را به طور موثر درهم‌تنیده کنند. مطالعه آنها در مجله Nature منتشر شده است .

🔹ترفند آزمایش آن‌ها به این صورت بود که از یک اتم برای گسیل فوتون‌ها و درهم‌تنیدن آن‌ها به روشی بسیار خاص استفاده شد. برای انجام این کار، محققان ماکس پلانک یک اتم روبیدیم را در مرکز یک کاواک نوری(اتم محصور در میان دو آینه) قرار دادند. با یک نور لیزر اولیه با فرکانس مشخص، اتم در یک تراز مشخص انرژی خود قرار گرفت. سپس با استفاده از یک پالس کنترلی اضافی، باعث گسیل یک فوتون شدند که با حالت کوانتومی اتم درهم‌تنیده بود. این فرآیند چندین بار تکرار شد و در بین هر دو پالس لیزر، اتم به روشی خاص دستکاری شد(چرخش پیدا کرد).

🔹به این ترتیب زنجیره‌ای متشکل از 14 فوتون ایجاد شد که توسط چرخش‌های اتمی درهم‌تنیده شده‌ بودند. از آنجایی که زنجیره فوتون از یک اتم منفرد پدید آمده است، می تواند با قطعیت بیشتری(با بازدهی حدود ۵۰ درصد) تولید شود. این بدان معنی است که هر پالس کنترلی یک فوتون با ویژگی های مورد نظر ارائه می‌دهد. تا به حال، درهم تنیدگی فوتون ها معمولاً به وسیله بلورهای غیرخطی خاص تولید می‌شد. اما در بلورهای غیرخطی ذرات نور به صورت تصادفی و به گونه‌ای ایجاد می‌شوند که قابل کنترل نیستند.

🔹در مجموع، کار جدید یک مانع طولانی مدت در مسیر محاسبات کوانتومی مقیاس پذیر و مبتنی بر اندازه‌گیری را برطرف می‌کند. همچنین دانشمندان می‌خواهند یک مانع دیگر را برطرف کنند. برای مثال، عملیات محاسباتی پیچیده به حداقل دو اتم به عنوان منابع فوتون در تشدیدگر نیاز دارد. از همین رو فیزیکدانان بر روی ایجاد اتم‌ها به صورت حالت‌های خوشه‌ای دو بعدی کار می‌کنند.

‼️لینک مقاله‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️استفاده از مواد دوبعدی برای کاهش ابعاد کیوبیت ابررسانا⚠️

🔹در حالی که مهندسان توانسته‌اند ترانزیستورها را تا مقیاس نانومتری کوچک کنند، اما کیوبیت‌های ابررسانا هنوز ابعاد میلی‌متری دارند. این یکی از دلایلی است که به عنوان مثال نمی توان یک دستگاه محاسبات کوانتومی عملی را به اندازه یک گوشی هوشمند کوچک کرد.

🔹محققان نشان داده‌اند که نیترید بور شش‌گوشه (hBN)، نانو ماده‌ دو بعدی که دارای ضخامت چند لایه اتمی است، می‌تواند به عنوان دی‌الکتریک در خازن‌های یک کیوبیت ابررسانا بین صفحات خازن استفاده شود و بدون افت عملکرد، خازن‌های تا صد برابر کوچکتر را به وجود آورد. علاوه بر این، محققان نشان دادند که ساختار این خازن‌های کوچک‌تر تا حد زیادی تداخل بین کیوبیت‌ها (زمانی اتفاق می‌افتد که یک کیوبیت به طور ناخواسته بر کیوبیت‌های اطراف اثر می‌گذارد) را کاهش می‌دهد.

🔹یکی از مشکلات اساسی در ساخت کامپیوتر کوانتومی در پلتفرم کیوبیت ابررسانا اندازه بزرگ آن است. این دستاورد ممکن است بتواند این مانع جدی را برطرف کند.

‼️لینک خبر‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار

⚠️تولید فوتون درهم‌تنیده در انرژی‌های بالا⚠️

🔹محققان برای اولین بار روشی را برای تولید فوتون‌های درهم‌تنیده در طول موج‌های فرابنفش سخت (XUV) ابداع کردند. کار آنها یک نقشه راه در مورد چگونگی تولید این فوتون‌های درهم‌تنیده و استفاده از آنها برای ردیابی دینامیک الکترو‌ن‌‌ها در مواد در بازه‌های زمانی فوق‌العاده کوتاه آتوثانیه (ده به توان منفی هجده ثانیه) ارائه می‌دهد. این منبع فوتون های درهم‌تنیده همچنین می‌تواند در تصویربرداری کوانتومی و طیف سنجی نیز استفاده شود. در گذشته نشان داده شده که فوتون‌های درهم‌تنیده توانایی به دست آوردن اطلاعات در تصویربرداری را افزایش می‌دهند، اما اکنون در طول موج XUV و حتی اشعه X این توانایی به دست آمده است.

🔹در این آزمایش محققان از گسیل دوفوتونی از یکی از ترازهای شبه پایدار اتم هلیم استفاده کردند که منجر به تولید زوج فوتون درهم‌تنیده با انرژی 20.62ev شد.
مقیاس زمانی حرکت الکترون‌ها معمولاً در حدود فمتوثانیه و آتوثانیه است که برای درک دقیق‌تر دینامیک الکترون‌ها و فیزیک زیربنایی آن‌ها ورود به این رژیم زمانی ضروری می‌باشد. هدف رشته علوم فوق سریع استفاده از نور برای کنترل رفتار این الکترون‌ها برای مهندسی واکنش‌های شیمیایی، ساخت مواد با خواص جدید، ساخت دستگاه‌هایی در مقیاس مولکولی و ... است.

‼️لینک مقاله‼️

📎Join: @QuPedia
#اخبار