🔷کتابخانه متن باز QuTiP، مخفف Quantum Toolbox in Python، یکی از قدیمی ترین و توسعه یافته ترین ابزارهای کوانتومی جهت شبیهسازی دینامیک سیستم های کوانتومی باز است. #QuTiP بر پایهٔ بستههای عددی قدرتمند NumPy، SciPy و Cython توسعه یافته است. همچنین خروجیهای گرافیکی این نرمافزار توسط Matplotlib تهیه میشوند.
🔶هدف QuTiP ارائهٔ شبیهسازیهای عددی کاربرپسند و کارآمد برای طیف وسیعی از همیلتونیها، از جمله همیلتونیهای با وابستگی زمانی دلخواه است؛ همیلتونیهایی که معمولاً در کاربردهای مختلف فیزیک مانند اپتیک کوانتومی، یونهای به دام افتاده، مدارهای ابررسانا و رزوناتورهای نانومکانیکی کوانتومی یافت میشوند.
🔷این کتابخانه توسط جامعهای از پژوهشگران توسعه داده شده و توسط گروه Quantum Optics در دانشگاه کوئینزلند نگهداری میشود و مجموعهای جامع از ابزارها را برای شبیهسازیهای کوانتومی، اپتیک کوانتومی و علوم اطلاعات کوانتومی ارائه میدهد.
🔷قابلیتها و ویژگیهای کلیدی Qutip:
🔻نمایش حالتهای کوانتومی: Qutip امکان کار با نمایشهای مختلف حالتهای کوانتومی را فراهم میکند، از جمله توابع موج، ماتریسهای چگالی و نمایشهای اپراتوری.
🔻اپراتورهای کوانتومی: ابزارهایی برای تعریف و دستکاری اپراتورهای کوانتومی مانند همیلتونیها، ماتریسهای پائولی و بسیاری موارد دیگر ارائه میدهد.
🔻دینامیک کوانتومی: Qutip امکان شبیهسازی دینامیک کوانتومی را فراهم میکند، از جمله تحول یکنواخت (unitary evolution)، معادلات مستر لیندبلاد و شبیهسازیهای تابع موج مونتکارلو.
🔻اپتیک کوانتومی: این کتابخانه شامل امکاناتی برای شبیهسازی و تحلیل سامانههای اپتیک کوانتومی مانند الکترودینامیک کوانتومی کاواک و مدلهای Jaynes-Cummings است.
🔻اطلاعات کوانتومی: Qutip از عملیات مربوط به اطلاعات کوانتومی مانند گیتهای کوانتومی، توموگرافی حالت و اندازهگیریهای درهمتنیدگی پشتیبانی میکند.
🔻بصریسازی: این کتابخانه ابزارهایی برای ترسیم و تحلیل حالتهای کوانتومی، مقادیر چشم داشت و سایر کمیتهای کوانتومی ارائه میدهد.
#معرفی_ابزار_کوانتومی #سطح_متوسط #محاسبات_کوانتومی #نرمافزار_کوانتومی #کدنویسی_کوانتومی
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤9🔥2
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
🌎زبان: انگلیسی
🔹در این ویدئوی بسیار جذاب، با نحوه کار نخستین #ساعت_اتمی دقیق جهان آشنا میشویم؛ ساعتی که در میانهٔ دههٔ ۱۹۵۰ توسط لوئیس اسن (Louis Essen) طراحی شد و در سال ۱۹۵۵ در آزمایشگاه ملی فیزیک بریتانیا (NPL) به مرحلهٔ ساخت رسید.
🔸این ساعت نقطهٔ عطفی در تاریخ اندازهگیری زمان بود، زیرا برای نخستین بار از اتم سزیم-۱۳۳ برای تولید سیگنال زمانی فوقپایدار استفاده کرد و استاندارد جدیدی برای دقت زمانی در جهان تعریف نمود.
🔹البته پیش از این، اولین ساعت اتمی جهان در سال ۱۹۴۸ توسط تیمی به رهبری هارولد لیونز در ادارهٔ ملی استانداردهای ایالات متحده ساخته شده بود و در ژانویهٔ ۱۹۴۹ بهطور رسمی معرفی شد.
🔸آن ساعت که با تحریک اتمهای آمونیاک کار میکرد، بیش از هر چیز یک اثبات مفهوم بود؛ یعنی نشان داد که ایدهٔ ساعت اتمی عملی است. اما دقت آن هنوز به پای ساعتهای کوارتزی آن دوران نمیرسید و پس از دورهای کوتاه آزمایش کنار گذاشته شد.
🔹شش سال بعد، Louis Essen و Jack Parry با معرفی اولین ساعت اتمی دقیق واقعی—بر اساس گذارهای اتمی سزیم—جهانی نو در دانش #زمانسنجی گشودند.
#ویدیو_کوتاه #سطح_مبتدی #حسگری_کوانتومی
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤5👌1
🔷#محاسبات_کوانتومی با سرعتی چشمگیر از یک مفهوم صرفاً نظری به میدانی برای رقابت جهانی تبدیل شده است و سرمایهگذاریهای گستردهای از سوی دولتها، شرکتهای بزرگ فناوری و مؤسسات پژوهشی را به خود جذب کرده است.
🔷هرچند دستگاههای امروزی هنوز در عصر NISQ (سیستم های کوانتومی با مقیاس متوسط نویز) قرار دارند و کاربردهای گسترده ندارند، اما توان بالقوه آنها برای تحول در حوزههایی مانند هوش مصنوعی، رمزنگاری، شبیهسازی مولکولی و مسائل بهینهسازی بسیار چشمگیر است.
🔷بر خلاف عصر محاسبات کلاسیک که توسط یک معماری غالب (ترانزیستورهای سیلیکونی CMOS) هدایت میشد، در سال ۲۰۲۵ محاسبات کوانتومی یک رقابت چندرشتهای است.
📌این گزارشبه پنج فناوری اصلی کیوبیت اشاره میکند:
🔻کیوبیتهای ابررسانا: بالغترین پلتفرم، مورد استفاده Google و IBM، نیازمند یخچالهای رقیقکننده با دمای نزدیک ۱۰–۱۵ میلیکلوین. سرعت گیت بالا دارند اما نیازمند سیستمهای پیچیدهٔ کنترل مایکروویو و زیرساختهای کرایوژنیک گسترده هستند.
🔻یونهای بهدامافتاده: اتمهای باردار که با میدانهای الکترومغناطیسی محدود شدهاند. زمانهای همدوسی طولانی دارند (بسیار طولانیتر از کیوبیتهای ابررسانا) اما اجرای گیتها آهستهتر است. شرکتهای پیشرو شامل IonQ، Quantinuum و AQT هستند.
🔻کیوبیتهای فوتونیکی: مبتنی بر ذرات نور، امکان عملکرد در دمای محیط و یکپارچهسازی در مقیاس بزرگ با استفاده از اجزای نوری را فراهم میکنند. شرکتهایی مانند PsiQuantum و Xanadu به سمت معماریهای مقاوم در برابر خطا با میلیونها کیوبیت فوتونیکی حرکت میکنند.
🔻اتمهای خنثی: آرایههایی از اتمهای بدون بار که با انبرک های نوری جابجا میشوند. این روش قابلیت مقیاسپذیری طبیعی دارد و برخی از بزرگترین آرایههای کیوبیت تا امروز را نشان داده است. شرکتهای پیشرو شامل QuEra، Pasqal و ColdQuanta هستند.
🔻کیوبیتهای اسپین سیلیکونی: اسپینهای الکترون محدود شده در نقاط کوانتومی ساخته شده در سیلیکون. این روش سازگاری با تولید نیمهرسانای سنتی را نوید میدهد و پلی بین صنایع کلاسیک و کوانتومی ایجاد میکند. Intel، Diraq و Quantum Motion در این زمینه پیشرو هستند.
🔻علاوه بر این، رویکردهای آزمایشی دیگر نیز وجود دارند: الکترونها روی هلیوم، مراکز نقص نیتروژن (NV) در الماس و کیوبیتهای مبتنی بر CMOS، که همگی به تنوع چشمانداز فناوری کمک میکنند.
📌چرا رایانههای کوانتومی گران هستند
🔷با اینکه از نظر فنی مالکیت یک رایانهٔ کوانتومی ممکن است، اما در عمل اکثر کاربران چنین دستگاهی را در اختیار ندارند. دلیل این عدم دسترسی فیزیکی این است که سیستمهای کوانتومی نیازمند زیرساختهای بسیار تخصصی و گران هستند و به کالیراسیون مداوم نیاز دارند و این هزینهها اغلب از قیمت خود پردازندهٔ کوانتومی (QPU) فراتر میروند.
🔷به همین دلیل، بیشتر کاربران از طریق خدمات ابری مانند AWS Braket، Azure Quantum، Google Cloud، IBM Quantum و پلتفرمهای اختصاصی شرکتها به سختافزار کوانتومی دسترسی پیدا میکنند. هزینهها نیز بسیار متغیر است—از کسری از سنت برای هر شات تا هزاران دلار برای هر ساعت استفاده از سامانههای پیشرفته.
🔷تا اواخر سال ۲۰۲۵، هزینهٔ یک رایانهٔ کوانتومی بسته به نوع استفاده بسیار متفاوت است:
🔻دستگاههای آموزشی: ۵٬۰۰۰ تا ۵۰٬۰۰۰ دلار (که رایانهٔ کوانتومی همهمنظوره نیستند)
🔻خدمات ابری (Quantum-as-a-Service): حدود 0.0009 تا 0.03 دلار برای هر شات؛ حدود ۳۰۰ دلار در ساعت (PASQAL)؛ و اشتراکهای سازمانی تا حدود ۱۳۵ هزار دلار در ماه (Quantinuum)
🔻سیستمهای پژوهشی/سازمانی در محل: چندین میلیون دلار فقط برای سختافزار؛ و دهها میلیون دلار با در نظر گرفتن هزینهٔ کرایوژنیک، تأسیسات، الکترونیک کنترلی و نگهداری چندساله.
🔻هزینهٔ کل این سامانهها تحت تأثیر عواملی مانند سرمایش کرایوژنیک، سیستمهای خلأ، لیزرهای دقیق، الکترونیک کنترلی، اِستک های نرمافزاری، تصحیح خطا و زیرساختهای تخصصی قرار دارد.
🔷تا اواخر سال ۲۰۲۵، رایانش کوانتومی هم از نظر فنی هنوز نابالغ و هم از نظر اقتصادی پرهزینه باقی مانده است. هزینهها به دلیل ماهیت تجربی و نیاز مهندسی سنگین این حوزه بالا هستند. با این حال، با بهبود فناوری کیوبیتها، عملیتر شدن تصحیح خطا و افزایش رقابت، انتظار میرود قیمتها کاهش یابد—مشابه مراحل اولیهٔ سایر فناوریهای تحولآفرین.
🔷عصر کوانتومی نه با یک طراحی قطعی بلکه با رقابت میان معماریهای متعدد تعریف میشود. اینکه آینده به یک نوع غالب برسد یا اکوسیستم ترکیبی شکل گیرد، یکی از مهمترین پرسشهای باز در حوزهٔ محاسبات امروز است.
🌐منبع
#گزارش #سطح_متوسط #صنعت_کوانتوم
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤6👍2
🔷تصویر بالا جدول زمانی توسعه کیوبیتهای ابررسانا به ترتیب روند تاریخیشان را به نمایش میگذارد. همانطور که مشاهده میشود، سهم دانشمندان دانشگاه Yale در توسعه کیوبیت های ابررسانا بسیار پررنگ است، بنابراین لقب "دار و دسته ییل" یا "Yale gang" به آنها داده شده است
🌐برگرفتهشده از کتاب:
Understanding Quantum Technologies (❗2024❗)
#کوانتوم_گرافیک #سطح_پیشرفته #کیوبیت_ابررسانا
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤6🔥1
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
🌎زبان: انگلیسی
🔹این ویدئو جذاب به معرفی یک آشکارساز تکفوتونی میپردازد که در جریان پژوهشهای بنیادی روی مواد دوبعدی لایهای کشف شده است. پژوهشگران مؤسسه ICFO هنگام بررسی رفتار نوری و الکترونیکی این مواد، به یک گذار غیرمنتظره در حالت سیستم برخوردند که توسط نور برانگیخته میشد. بررسیهای بیشتر نشان داد که این ناهنجاری در واقع بیانگر نوعی حساسیت تکفوتونی با ویژگیهای خارقالعاده است.
🔹برخلاف آشکارسازهای متداول، این سازوکار جدید امکان آشکارسازی فوتونهای با طولموج بلند، تا محدودهی فروسرخ میانی، را فراهم میکند و در عین حال میتواند در دماهای نسبتاً بالا عمل کند. این ویژگیهای پیشتر دستنیافتنی، افقهای تازهای را برای فناوریهای آشکارسازی فوتون، بهویژه در حوزههای اپتیک کوانتومی، حسگری و کاربردهای فروسرخ، میگشاید.
#ویدیو_کوتاه #سطح_متوسط #فوتونیک_کوانتومی
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤5
🔷کتابخانه متن باز PennyLane یک کتابخانه چند پلتفرمی مبتنی بر #پایتون برای برنامهنویسی، اجرا و بهینهسازی #محاسبات_کوانتومی است که بر پایه پارادایم برنامهنویسی کوانتومیِ قابل مشتقگیری (quantum differentiable programming) ساخته شده است.
🔶این چارچوب امکان کار عملی با مدارهای کوانتومی پارامتری و الگوریتمهای Variational Quantum Algorithms (VQA) را فراهم میکند؛ بهطوریکه مدارهای کوانتومی بهصورت توابع قابل مشتقگیری در نظر گرفته میشوند و میتوان آنها را با روشهای کلاسیک بهینهسازی آموزش داد.
🔷در این کتابخانه مدارهای کوانتومی بهصورت QNode تعریف میشوند و میتوان آنها را روی طیف گستردهای از بکاندها اجرا کرد؛ از شبیهسازهای پرکارا گرفته تا سختافزار واقعی کوانتومی.
🔶یکی از اصول کلیدی آن طراحی «یکبار بنویس، همهجا اجرا کن» است: تنها با تغییر یک خط کد، همان مدار میتواند روی شبیهسازهای مختلف یا روی سختافزار ارائهشده توسط شرکتهایی مانند IBM، گوگل، Rigetti، Amazon Braket و Xanadu اجرا شود، بدون آنکه نیازی به تغییر در تعریف مدار باشد. این کتابخانه بهصورت خودکار کامپایل مدار، اجرای وابسته به دستگاه و ارتباط با بکاند را مدیریت میکند.
🔷یکی از نقاط قوت اصلی #PennyLane ، پشتیبانی داخلی آن برای مشتقگیری خودکار مدارهای کوانتومی است. این ابزار میتواند گرادیانِ مقادیر چشم داشت را نسبت به پارامترهای مدار با استفاده از روشهای مناسب آگاه از کوانتوم (quantum-aware methods) محاسبه کند و این اطلاعات را بهطور یکپارچه به بهینهسازهای کلاسیک منتقل کند.
🔶با ادغام مستقیم با NumPy، JAX، PyTorch و TensorFlow، این کتابخانه امکان ساخت گردشهای کاری انعطافپذیرِ کوانتومی–کلاسیک را فراهم میکند و بهخوبی برای کار با الگوریتمهای VQA، یادگیری ماشین کوانتومی و کاربردهای هیبریدی کوانتومیِ کوتاه مدت مناسب است.
#معرفی_ابزار_کوانتومی #سطح_متوسط #محاسبات_کوانتومی #نرمافزار_کوانتومی #کدنویسی_کوانتومی
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤7
Forwarded from دانشکده مهندسی برق شریف
خانه کوانتوم به مناسبت هفته پژوهش برگزار میکند:
همایش شبکههای کوانتومی
چهارشنبه ۲۶ آذر ۱۴۰۴
ساعت: ۸ الی ۱۲:۳۰
محورهای همایش:
- معرفی کلی شبکههای کوانتومی و ضرورت توسعه آنها
- وضعیت جهانی شبکههای توزیع کلید کوانتومی
- وضعیت کشور در توسعه شبکههای توزیع کلید کوانتومی
- مهندسی قابلیت اطمینان در شبکه کوانتومی
نشست تخصصی:
گامهای عملیاتی ارتقای شبکههای اپراتورها از ارتباطات کلاسیک کشور به کوانتومی و چالشهای آنها
ثبت نام:
www.itrc.ac.ir/seminars
نشانی: پژوهشگاه ارتباطات و فناوری اطلاعات، سالن شهید اتابکی
همایش شبکههای کوانتومی
چهارشنبه ۲۶ آذر ۱۴۰۴
ساعت: ۸ الی ۱۲:۳۰
محورهای همایش:
- معرفی کلی شبکههای کوانتومی و ضرورت توسعه آنها
- وضعیت جهانی شبکههای توزیع کلید کوانتومی
- وضعیت کشور در توسعه شبکههای توزیع کلید کوانتومی
- مهندسی قابلیت اطمینان در شبکه کوانتومی
نشست تخصصی:
گامهای عملیاتی ارتقای شبکههای اپراتورها از ارتباطات کلاسیک کشور به کوانتومی و چالشهای آنها
ثبت نام:
www.itrc.ac.ir/seminars
نشانی: پژوهشگاه ارتباطات و فناوری اطلاعات، سالن شهید اتابکی
👎2❤1👍1🔥1
🧩 بازی The Qubit Factory
🧩 بازی Virtual Lab از Quantum Flytrap
🧩 بازی Particle in a Box
🧩 بازی Psi and Delta
🧩 بازی Quandoom
🧩 بازی Quantum Sheep
🧩 بازی Quantum Playground
🧩 بازی The Qubit Game
🧩 بازی Quantum Chess
🧩 بازی مار و پله کوانتومی
#معرفی_بازی_کوانتومی #لینک_دسترسی
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥6❤4
🌐منبع: صفحه لینکدین Quantum People
#کوانتوم_گرافیک #سطح_مبتدی #صنعت_کوانتوم
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤8🔥2
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
🌎زبان: انگلیسی
🔹این ویدیو جذاب نشان میدهد که چگونه قطرات بسیار کوچک روغن میتوانند روی سطح یک مایعِ در حال ارتعاش، جهش کرده و «راه بروند» و این حرکت بهطور شگفتانگیزی به رفتار ذرات کوانتومی شباهت دارد.
🔹در اثر برهمکنش قطرهها با موجهایی که خودشان ایجاد میکنند، پدیدههایی مشابه اثرات کوانتومی مانند تداخل در آزمایش دوشکاف، تونلزنی از میان موانع و حرکت کوانتیده مشاهده میشود.
🔹این ویدئو با استفاده از یک سامانهی ساده و قابل مشاهده، مفهوم دینامیک موجِ راهبر(pilot-wave dynamics) را معرفی کرده و آن را با تفسیرهای رایج مکانیک کوانتومی مقایسه میکند و تصویری شهودی از رفتارهای انتزاعی کوانتومی ارائه میدهد.
#ویدیو_کوتاه #سطح_متوسط #مکانیک_کوانتومی
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤8
🔷سازمان تحقیقات و نوآوری بریتانیا (UKRI)، روز گذشته جزئیات بیشتری در مورد چگونگی برنامهریزی برای اجرای توافقنامه بودجه دولتی ۳۸.۶ میلیارد پوندی خود طی چهار سال، که سالهای مالی ۲۰۲۶-۲۷ تا ۲۰۲۹-۳۰ را پوشش میدهد، منتشر کرده است.
🔶این توافقنامه بزرگترین تعهد بودجه چند ساله در تاریخ UKRI را نشان میدهد و منعکس کننده استراتژی گستردهتر دولت بریتانیا برای استفاده از علم، تحقیق و نوآوری به عنوان محرکهای اصلی رشد اقتصادی بلندمدت، بهرهوری و تابآوری ملی است.
🔷بر اساس این توافقنامه، UKRI رویکرد بودجهبندی خود را حول یک مأموریت واحد و متمرکز بر نتیجه بازسازی میکند: پیشبرد دانش، بهبود زندگی و پیشبرد رشد اقتصادی بریتانیا. چارچوب جدید بر اثرگذاری، همراستایی راهبردی و بازده اقتصادی و اجتماعی برای #بریتانیا تأکید دارد. UKRI تصریح کرده است که این تخصیصها قابل مقایسه مستقیم با بودجههای پیشین یا الگوهای تاریخی #سرمایهگذاری نیستند.
🔶بودجه در قالب سه «سبد» اولویتدار اصلی سازماندهی شده است:
🔻۱۴ میلیارد پوند برای پژوهشهای کنجکاویمحور (بنیادین) که از تحقیقات محققمحور در علوم و مهندسی حمایت میکند. UKRI این بخش را پایه نظام تحقیق و توسعه بریتانیا میداند که کشفیات بلندمدت و تربیت نیروی انسانی متخصص را برای جهشهای فناورانه آینده فراهم میکند.
🔻۸ میلیارد پوند برای تحقیق و توسعه هدفمند که به چالشهای مشخص ملی و اجتماعی میپردازد؛ از جمله گذار به انرژی پاک، تابآوری نظام سلامت و امنیت ملی. در این حوزهها، سرمایهگذاری هماهنگ دولتی برای کاهش ریسک نوآوری و تحقق منافع عمومی ضروری تلقی میشود.
🔻۷ میلیارد پوند برای حمایت از رشد شرکتهای نوآور با تمرکز بر کمک به کسبوکارهای بریتانیایی برای مقیاسپذیری و تجاریسازی فناوریهای پیشرفته. این بخش نشاندهنده تأکید سیاستگذاری بر تبدیل برتری علمی به ارزش اقتصادی، تقویت زنجیرههای تأمین داخلی و افزایش رقابتپذیری جهانی بریتانیاست.
🔻بخش باقیمانده از بودجه ۳۸٫۶ میلیارد پوندی به سرمایهگذاریهای زیربنایی و میانبخشی اختصاص خواهد یافت؛ از جمله توسعه مهارتها، زیرساختهای پژوهشی و قابلیتهای توانمندساز که هر سه سبد اولویتدار را پشتیبانی میکنند.
🔷در چارچوب بخشهای اولویتدار راهبرد صنعتی دولت بریتانیا، UKRI بهطور مشخص ۱٫۰۱۳ میلیارد پوند را به حوزه «دیجیتال و فناوریها: فناوریهای کوانتومی» در طول دوره بررسی هزینهها اختصاص داده است.
🔶این تخصیص هدفمند نشان میدهد که فناوریهای کوانتومی—شامل محاسبات کوانتومی، حسگری، ارتباطات و فناوریهای توانمندساز—همچنان از اهمیت راهبردی بالایی برخوردارند و بریتانیا قصد دارد ضمن حفظ جایگاه جهانی خود، مسیرهای انتقال این فناوریها به کاربردهای عملی و تجاری را تسریع کند.
🔷مدیران UKRI تأکید کردهاند که این برنامه طی چهار سال آینده سرمایهگذاری سالانه را به نزدیک ۱۰ میلیارد پوند در سال خواهد رساند، منابع را بر حوزههایی متمرکز میکند که بریتانیا میتواند در آنها در سطح جهانی پیشرو باشد، و همکاری با صنعت را برای ایجاد اثر اقتصادی تقویت خواهد کرد.
🔶در مجموع، این توضیحات نشاندهنده تحولی مهم در سیاست تأمین مالی پژوهش در بریتانیا است؛ تحولی که از تخصیصهای صرفاً ساختاری یا مبتنی بر رشتههای علمی فاصله گرفته و به سمت مدلی ماموریتمحور حرکت میکند که هدف آن پیوند دادن مستقیمتر برتری علمی با نوآوری، رشد صنعتی و اولویتهای ملی است.
#گزارش #سطح_پیشرفته #صنعت_کوانتوم
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍3🔥1
Budget_allocations_for_UK_Research_and_Innovation_@QuantumSTEM.pdf
645.6 KB
#گزارش #سطح_پیشرفته #صنعت_کوانتوم #سرمایهگذاری
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
❤1