محاسبات كوانتومي
(quantum computing)
لاورنس كراوس
@science_fun

محاسبات كامپيتري كه امروزه متداول است بر اساس مقادير بولي و جبر مرتبط با آن است كه جبر بولي نام گرفته است كه كار با اعداد سيستم دودويي يا همان صفر و يك است.اين نوع نگرش كاملا نگرشي كلاسيك و بر معناي رياضيات با قطعيت صورت بندي شده است.در واقع چون ما براي هر بيت از اطلاعات دو حالت در نظر مي گيريم در نهايت محاسبات در يكي از آن دو حالت انجام مي گيرد.

يك آزمايش فرضي در نظر بگيريد كه در آن شما دو حالت مربوط به هر بيت را با يك الكترون كه داراي اسپين بالا (بيت يك) يا پايين (بيت صفر) است نشان دهيم.ويژگي كه بر ذرات زير اتمي حاكم است ديگر بر اساس مكانيك كلاسيك شناخته شده نيست و ما شاهد پديده هايي مانند عدم قطعيت در مورد وضعيت ذره در هر لحظه و ويژگي هاي عجيب تر مانند تونل زني كوانتومي (اين ويژگي را هم بعدا بهتر توضيح مي دهيم) و ما بايد تمام محاسبات را به صورت كوانتيك انجام دهيم.همان آزمايش قبلي را در نظر بگيريد اگر ما هر بيت را با اسپين الكترون نشان دهيم در واقع چون ما در وضعيت الكترون قطعيت نداريم ما كليه حالاتي كه براي آن ممكن است در آن واحد داريم.يعني ما يك تابع احتمال براي وضعيت الكترون داريم كه شامل همه حالات است.

حال اگر يك الكترون تمام اين حالات ممكن را با هم دارد پس چند محاسبه همزمان كه مربوط به هر حالت (در اينجا اسپين الكترون) است در حال انجام است.
@science_fun

تراشه‌ای شبیه‌ به سیناپس‌های مغزی
@science_fun

تراشه‌ای شبیه‌ به سیناپس‌های مغزی

مهندسان در MIT موفق به طراحی تراشه‌ای شده‌اند که درست مانند اتصالات مغزی عمل می‌کند، یعنی دارای اتصالات یا سیناپس‌های مصنوعی است. در حال حاضر مغز انسان از هر رایانه‌ای دیگری در جهان قدرتمند‌تر است، از ۸۰ میلیارد نورون برخوردار است و بالای ۱۰۰ تریلیارد سیناپس دارد که نورون‌ها را به یکدیگر متصل ساخته و عبور و مرور سیگنال‌ها را کنترل می‌کند.

عملکرد تراشه‌های کنونی رایانه‌ای براساس ارسال سیگنال‌ها به زبان دودوئی است، هر بخش از اطلاعات به صفر و یک کد‌گذاری می‌شوند، یا سیگنال‌های خاموش/روشن. برای مقایسه این روند با عملکرد مغز در سال ۲۰۱۳ یکی از قدرتمند‌ترین ابررایانه‌های جهان فعالیت مغز را شبیه‌سازی کرد و نتایج بسیار ناچیزی به دست آورد. در این آزمایش ابررایانه K با استفاده از ۸۲۹۴۴ پردازشگر و یک پتابایت حافظه اصلی (برابر مجموع حافظه ۲۵۰ هزار رایانه خانگی) مورد استفاده قرار گرفت.

در چنین شرایطی، شبیه‌سازی یک ثانیه از فعالیت ۱٫۷۳ میلیارد نورون که توسط ۱۰٫۴ تریلیارد سیناپس به یکدیگر متصل شده‌ بودند، ۴۰ دقیقه زمان صرف کرد. اما اگر تراشه‌ها از اتصالات شبه سیناپسی برخوردار باشند، امکان انتقال تنوع بیشتری از سیگنال‌ها توسط رایانه به وجود خواهد آمد و زمینه آموزش شبه سیناپسی فراهم خواهد شد.

سیناپس‌ها واسطه میان سیگنال‌های ارسال شده به سوی مغز هستند و نورون‌ها متناسب با تعداد و نوع یون‌هایی که در سرتاسر سیناپس‌ها جاری هستند فعال می‌شوند. این روند به مغز در تشخیص الگو‌ها، به خاطر سپردن حقایق و انجام وظایف کمک می‌کند. شبیه‌سازی این فرایند تا به امروز کار دشواری بوده‌ است، اما محققان MIT اکنون تراشه‌ای را طراحی کرده‌اند که از سیناپس‌های مصنوعی از جنس ژرمانیوم سیلیکونی برخوردار است و امکان کنترل دقیق قدرت جریان الکتریکی جاری درون تراشه‌ها را فراهم می‌کند،‌ درست مانند کنترل یون‌های جاری در میان نورون‌ها.

محققان برای ایجاد این تراشه شبکه‌ای از ژرمانیوم سیلیکون ایجاد کردند، که از کانالی یک‌بعدی برای عبور یون‌ها برخوردار بود تا عبور یون‌ها از مسیری ثابت و همیشگی تضمین شود. از این شبکه برای ساخت تراشه‌ای نورومورفیک استفاده شد: زمانی که جریان برق وارد تراشه می‌شد، تمامی سیناپس‌ها جریانی ثابت را نمایش می‌دادند، و نوسان جریان در آن تنها چهار درصد بود. نوسان جریان در یک تک سیناپس نیز به بیش از یک درصد نمی‌رسید.

در یک عملیات شبیه‌سازی از این تراشه برای شناسایی نمونه‌های دستخط استفاده شد و تراشه توانست اینکار را با دقتی ۹۵ درصدی انجام دهد. شبکه عصبی آزمایش شده، متشکل از سه لایه از صفحات عصبی که توسط دو لایه سیناپس مصنوعی از هم جدا شده‌ بودند، توانست ده‌ها هزار دستخط را با دقت ۹۵ درصدی از یکدیگر تشخیص دهد. قدم بعدی ساخت تراشه‌ای است که خود به تنهایی از قدرت تشخیص دادن نمونه‌های خطی از یکدیگر برخوردار است و در نهایت این پژوهش قرار است به ساخت ابزارهای شبکه عصبی قابل حمل منتهی شود. تراشه‌ای به اندازه سر انگشت که بتواند کار یک ابررایانه را انجام دهد.

منبع: https://www.sciencealert.com/mit-engineers-design-test-artificial-synapse-neural-network-ai
@science_fun

نمای خیره‌کننده زمین در زمان راهپیمایی فضایی

@science_fun

دوگانگی موج و ذره(21 مگابایت)

برایان گرین

@science_fun

💢 معرفی تحقیقات برجسته کوچر بیرکار توسط Christopher Hacon

#ICM2018
@qomat

💢 سخنرانی کوچر بیرکار در #ICM2018، برخلاف فیلدز مدالیست های گذشته سخنرانی بیرکار ساده تر و قابل فهم تر برای تمامی شرکت کنندگان بود.

#ICM2018
@qomat

اين تفكر بسيار هيجان انگيز است كه اتم هاي درون بدن ما زماني جزئي از ستارگان غول پيكر بوده اند و جالبتر اينكه بيشتر اتم هاي سنگين كه در بدن ما و در سطح زمين به وفور يافت مي شوند بعد از انفجار همين ستاره ها به وجود آمده اند و كلا درصد كمي از مواد سازنده جهان را دارند(٩٢درصد هليوم و هيدروژن و ٨ درصد بقيه اتم ها!).اين نوع نگرش شايد اول احساس كوچك بودن را به شما بدهد ولي عميق تر كه نگاه كنيد مي بينيد كه شما جزئي از اين عالم بزرگ هستيد و به قول تايسون انگار كيهان در درون ماست.كارل سيگن مي گفت انگار ما راهي براي كيهان هستيم تا خود را بشناسد.
@science_fun

مهربانی، زیبایی و حقیقت، ایده آل هایی هستند که همواره راه را به من نشان داده و شهامت رو به رو شدن با چهره جدید زندگی را به من بخشیده اند، اینشتین

@science_fun

اندازه منظومه شمسى ما درمقايسه بايک اَبَرسياهچاله و جرم معادل آن با جرم خورشيد

@science_fun

#fun
وضعيت دانشجويان ما بعد از اتمام دانشگاه😂
@science_fun

جهاني از عدم

اگر انرژي هم ارز كل جرم جهان را با انرژي حاصل از گرانش را با هم جمع كنيم به مقدار بسيار ناچيز مي رسيم (تقريبا صفر). درست مانند بار هاي مثبت و منفي داخل مواد كه برابرند و در كل ماده را خنثي مي كند.بنابراين انگار جهان ما از هيچ بوجود آمده.

@science_fun

انیمیشن بسیار زیباومفهومی

محصول مشترک والت دیزنی وپیکسار
ساخت این انیمیشن 6 دقیقه ای
3سال زمان برده!

ترس یک تصور ذهنیست
راه درستو انتخاب کن
@science_fun

گوشه ای از ریاضیات در طبیعت

@science_fun

ممکن است ما در این جهان تنها باشیم و یا اینکه حیات در جایی دیگر از کیهان هم وجود داشته باشد .هر دو احتمال به یک اندازه ترسناک به نظر می رسد.
@science_fun

محدوده ی انتشار امواج رادیوی انسان که در حدود ۲۰۰ سال نوری منتشر شده آن نقطه آبی است

@science_fun

دفترچه یادداشت ماری کوری (كاشف رادیوم و برنده دو جایزه نوبل که 82 سال پیش درگذشت) هنوز هم آلوده به مواد رادیواکتیویته است

در حدی که دست زدن به آن حتی اکنون هم بسیار خطرناک است.

@science_fun

🛰 دریافت پیام از دورترین جسم فضایی بررسی شده توسط ناسا، بهترین هدیه آغاز سال نو برای این سازمان تحقیقات علمی بین‌المللی

فضاپیمای «نیو هورایزنز» ۳۳ دقیقه پس از آغاز سال ۲۰۱۹ میلادی، هنگام عبور از کنار دورترین جرم آسمانی که تاکنون ناسا آن را بررسی کرده، اطلاعاتی به زمین ارسال کرد؛ این جرم آسمانی «آلتیما تولی» نام دارد و در فاصله شش میلیارد و پانصد میلیون کیلومتری زمین واقع است

آلتیما تولی در ژوئن ۲۰۱۴ توسط تلسکوپ فضایی هابل کشف و نامگذاری شد، الن استرن از پژوهشگران پروژه «نیو هورایزنز» می‌گوید: آلتیما تولی خیلی از خورشید دور است و همه چیز کاملا در آنجا یخ زده است

نیو هورایزنز در سال ۲۰۰۶ میلادی در آغاز یک ماموریت ۸۰۰ میلیون دلاری زمین را ترک کرد و سه سال پیش از کنار پلوتو، در فاصله یک میلیارد و ششصد میلیون کیلومتری کره‌زمین عبور کرد

این فضاپیما در آزمایشگاه فیزیک عملی دانشگاه «جانز هاپکینز» ساخته و از آنجا هدایت می شود.

@science_fun

#داستان_علمی
ماهواره هاي ايريديوم:
در سال ١٩٩٠ موتورلا درخواستي براي دريافت مجوز پرتاب ٧٧ ماهواره مخابراتي را ارائه كرد.نام اين پروژه هم از همين عدد يعني ٧٧ كه متناظر با عنصر ٧٧ جدول تناوبي (ايريديوم) گرفته شده است اما نهايتا تصميم گرفتند كه ٦٦ تا ماهواره را ارسال كنند.طبعا با تغيير تعداد ماهواره ها به ٦٦ نام پروژه هم بايد به ديسپروسيوم يعني عنصر ٦٦ جدول تغيير پيدا مي كرد.اما اين نام بيشتر شبيه يك بيماري خطرناك است تا يك سيستم ماهواره اي!

بعد از هفت سال با توافق بين چند شركت بزرگ بالاخره در سال ١٩٩٧ اين ماهواره ها به فضا پرتاب شدند و در ١٩٩٨ شروع به سرويس رساني كردند اما متأسفانه بدليل گسترش همزمان شبكه تلفن اين ماهواره ها كه براي هدف مخابره صدا و پوشش كل زمين به فضا پرتاب شدند مشتري چنداني پيدا نكردند و كل تجهيزات آن كه ٥ ميليارد دلار ارزش داشت در يك حراج با قيمت ٢٥ ميليون دلار به يك تاجر فروخته شد در واقع مي توان آن را يك حراج فضايي به تمام معنا ناميد.

امروزه از اين سيستم در تلفن هاي ماهواره اي براي نقاطي كه تحت پوشش شبكه تلفن عمومي قرار ندارند استفاده مي شود.

@science_fun

كاوشگر نيو هورايزنز از دور ترين جرم منظومه شمسي به نام اولتيما تولي عكسبرداري كرده و در حال مخابره آن به ايستگاه زميني است.
@science_fun