تنظیم تعداد بیسابقهای از اتمهای خنثی در یک آرایه با کمک هوش مصنوعی
عنوان خبر:تنظیم تعداد بیسابقهای از اتمهای خنثی در یک آرایه با کمک هوش مصنوعی
ژانر/موضوع: محاسبات کوانتومی، اتم خنثی، هوش مصنوعی
تاریخ انتشار خبر: 14 آگوست 2025
لینک خبر: The Quantum Insider
چکیده:
پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت چین موفق شدهاند دستاوردی مهم در محاسبات کوانتومی مبتنی بر اتمهای خنثی به دست آورند. آنها بیش از ۲۰۲۴ اتم روبیدیوم را در آرایههای دوبعدی و سهبعدی بدون نقص مرتب کردند. تیم پژوهشی یک پروتکل بازآرایی با سربار ثابت توسعه داده است که با استفاده از هوش مصنوعی و مدولاتورهای نوری پرسرعت، اتمها را تنها در ۶۰ میلیثانیه،بدن توجه به اندازه سیستم، در موقعیت دقیق قرار میدهد. این روش یک گلوگاه اساسی در مقیاسپذیری را برطرف کرده و امکان معماریهایی با دهها هزار کیوبیت را فراهم میسازد. این سیستم به فیدلیتی هایی در سطح جهانی دست یافته است: ۹۹.۹۷٪ برای عملیات تککیوبیتی، ۹۹.۵٪ برای گیت های دوکیوبیتی، و ۹۹.۹۲٪ برای خوانش. هرچند محدودیتهایی همچون حرکت سهبعدی و توان نوری محدود باقی مانده، این دستاورد گامی مهم به سوی رایانههای کوانتومی مقاوم در برابر خطا و در مقیاس بزرگ محسوب میشود.
شرح کامل خبر:
یک تیم پژوهشی به رهبری «Pan Jianwei» در دانشگاه علم و فناوری چین موفق شده است با بهرهگیری از هوش مصنوعی، بیش از ۲۰۲۴ اتم روبیدیوم را در قالب آرایههای دوبعدی و سهبعدیِ بدون نقص ساماندهی کند. این دستاورد که در مجله Physical Review Letters منتشر شده است، تقریباً ده برابر بزرگتر از سامانههای پیشین است و یکی از جدیترین موانع در مسیر مقیاسپذیری رایانههای کوانتومی مبتنی بر اتمهای خنثی را برطرف میکند.
رایانههای کوانتومی اتم خنثی از انبرکهای نوری – پرتوهای لیزر با تمرکز دقیق – برای به دام انداختن و دستکاری اتمهای منفرد استفاده میکنند. این کیوبیتها به دلیل پایداری ذاتی و پتانسیل آنها برای بستهبندی متراکم در مقایسه با کیوبیتهای ابررسانا ( شرکت گوگل، IBM) یا یونهای به دام افتاده (شرکت IonQ، Quantinuum) ارزشمند هستند. با این حال، یک چالش مداوم، فرآیند بازآرایی اتم به اتم آهسته بوده است که مقیاسپذیری را به شدت محدود میکرد.
این تیم این مشکل را با ادغام کنترل هوش مصنوعی (AI) با سختافزار فوتونی پرسرعت حل کرد. سیستم آنها از یک مدولاتور نور فضایی برای تغییر شکل پرتوهای لیزر به صورت لحظهای استفاده میکند، در حالی که الگوریتم هوش مصنوعی، هولوگرامهای بهینه را برای تغییر موقعیت همزمان همه اتمها در آرایه محاسبه میکند. نکته قابل توجه این است که کل این بازآرایی، صرف نظر از اینکه سیستم حاوی صدها یا هزاران اتم باشد، 60 میلیثانیه ثابت طول میکشد.
این پیشرفت “سربار ثابت” به این معنی است که در اصل، آرایههایی از دهها هزار کیوبیت میتوانند بدون کند شدن سیستم سازماندهی شوند. افزون بر این، فیدلیتی سامانه به سطوحی نزدیک به بهترین نتایج جهانی رسیده است: ۹۹٫۹۷٪ در عملیات تککیوبیتی، ۹۹٫۵٪ در عملیات دوکیوبیتی، و ۹۹٫۹۲٪ در آشکارسازی حالت.
با وجود این پیشرفت، محدودیتهایی همچنان پابرجاست. در چینش سهبعدی، جابجایی تنها در یک لایه افقی ممکن بود و حرکت عمودی خطر از دسترفتن اتمها را به همراه داشت. همچنین توان و دقت لیزرها و مدولاتورهای نوری فعلی سقفی برای اندازهٔ نهایی آرایه ایجاد میکنند. برنامهٔ آیندهٔ پژوهشگران ارتقای این سختافزارها و افزودن جابجایی سهبعدی کامل است.
اهمیت این کار از دو جنبه است: نخست، حل یک گلوگاه مهندسی در مسیر ساخت رایانههای کوانتومی بزرگمقیاس و دوم، فراهمکردن بستری برای اجرای الگوریتمهای فراتر از توان رایانههای کلاسیک، از شبیهسازی مولکولها تا مسائل بهینهسازی. علاوه بر این، این آرایههای بزرگ میتوانند در آینده برای پیادهسازی روشهای تصحیح خطای کوانتومی حیاتی باشند.
این دستاورد که توسط رسانهها بهعنوان «گامی جهشی» توصیف شده است، نشان میدهد چین با استفاده از ترکیب هوش مصنوعی و فناوری اتمهای خنثی در حال تثبیت جایگاه خود در رقابت جهانی محاسبات کوانتومی است.
منابع:
[1] https://thequantuminsider.com/2025/08/14/chinas-pan-jianwei-team-uses-ai-to-build-record-breaking-atom-array/?utm_campaign=7065521-Daily%20Articles&utm_content=343169104&utm_medium=social&utm_source=twitter&hss_channel=tw-1092933627732623360
[2] https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/2ym8-vs82
دیدگاه خود را درباره این خبر با ما به اشتراک بگذارید.
