رکوردشکنی چین با معرفی پردازنده فوتونیکی Jiuzhang 4.0 و اثبات برتری کوانتومی

عنوان خبر: رکوردشکنی چین با معرفی پردازنده فوتونیکی Jiuzhang 4.0 و اثبات برتری کوانتومی
ژانر/موضوع: محاسبات کوانتومی، فوتونیک کوانتمی

تاریخ انتشار خبر: 13 آگوست 2025
لینک خبر: quantumzeitgeist.com

چکیده:

پژوهشگران چین سیستم Jiuzhang 4.0 را معرفی کرده‌اند؛ یک پردازنده کوانتومی فوتونیکی که مرز تازه‌ای در توان #محاسبات_کوانتومی ایجاد می‌کند. این تیم با استفاده از روش نمونه‌برداری بوزونی گاوسی (GBS)، تعداد ۱۰۲۴ حالت نور فشرده (نور چلانده شده) را به یک مدار فوتونیکی قابل برنامه‌ریزی با ۸۱۷۶ مُد تزریق کردند و تا ۳۰۵۰ رویداد فوتونی را آشکارسازی نمودند.

این مقیاس و پیچیدگی بسیار فراتر از توان شبیه‌سازی کلاسیک است: حتی پیشرفته‌ترین الگوریتم‌ها مانند روش Matrix Product State (MPS) بر روی ابررایانه کلاسیک El Capitan به بیش از 42^10 سال زمان نیاز دارند، در حالی که Jiuzhang 4.0 همین کار را تنها در ۲۵٫۶ میکروثانیه انجام می‌دهد. نوآوری‌های کلیدی شامل کدگذاری مکانی–زمانی و منبع نور چلانده شده با بازده ۹۲٪ است. نتایج به‌روشنی #برتری_کوانتومی را نشان داده و حتی در حضور اتلاف فوتون نیز پایدار باقی می‌مانند.

شرح کامل خبر:

محاسبات کوانتومی نوید حل مسائلی را می‌دهد که حتی قدرتمندترین رایانه‌های کلاسیک نیز از عهده‌ی آن برنمی‌آیند، و دستیابی به «برتری کوانتومی» یکی از اهداف اصلی این حوزه است. پژوهشگران دانشگاه تسینگ‌هوا و شرکت Jiuzhang Quantum Technology با معرفی پردازنده فوتونیکی Jiuzhang 4.0 گامی بزرگ در این مسیر برداشته‌اند. این پردازنده با بهره‌گیری از نمونه‌برداری بوزونی گاوسی (GBS) توانسته است رکوردی بی‌سابقه در مقیاس و پیچیدگی محاسبات ثبت کند.

در این آزمایش، تیم پژوهشی ۱۰۲۴ حالت فشرده‌ی نوری (با نور چلانده شده) را به درون یک پردازنده کوانتومی برنامه‌پذیر با ۸۱۷۶ مُد ورودی تزریق کردند. خروجی این پردازنده تا ۳۰۵۰ رویداد فوتونی آشکارسازی شد که فراتر از توانایی شبیه‌سازی با بهترین الگوریتم‌های کلاسیک است. برای مقایسه، الگوریتم پیشرفته Matrix Product State (MPS) که روی ابررایانه‌ی کلاسیک El Capitan اجرا شد، نیازمند زمانی بیش از 42^ 10 سال برای حل همان مسئله است؛ در حالی‌که Jiuzhang 4.0 تنها در ۲۵.۶ میکروثانیه نمونه‌برداری را انجام می‌دهد. این معادل افزایش سرعت محاسباتی بیش از 54^10نسبت به سیستم‌های کلاسیک است که قوی‌ترین نمایش از مزیت محاسبات کوانتومی تا به امروز را به طور قطعی اثبات می‌کند.

ویژگی کلیدی Jiuzhang 4.0 استفاده از رمزگذاری ترکیبی مکانی–زمانی و تولید نور چلانده شده (squeezed light) با راندمان ۹۲٪ است. این معماری باعث افزایش چشمگیر پیچیدگی اتصالات فوتونیکی و دستیابی به مقیاسی شد که پیش‌تر دست‌نیافتنی بود. همچنین نتایج این کار نشان داد که برخلاف پیش‌بینی‌ها، از دست رفتن فوتون‌ها نه تنها موجب ساده‌تر شدن شبیه‌سازی کلاسیک نمی‌شود، بلکه همچنان مزیت کوانتومی پایدار باقی می‌ماند.

این دستاورد مرز تازه‌ای برای برتری کوانتومی تعریف می‌کند و چشم‌انداز توسعه‌ی سخت‌افزار کوانتومی مقاوم در برابر خطا را پررنگ‌تر می‌سازد. علاوه بر تأثیر بنیادی، این فناوری می‌تواند زمینه‌ساز کاربردهایی در حوزه‌هایی مانند اکتشاف دارو، یادگیری ماشین، و طراحی مواد پیشرفته باشد. آینده‌ی پژوهش در این مسیر به بهبود منابع نور چلانده شده و کنترل خوشه‌های بزرگ‌تر حالت‌های درهم‌تنیده وابسته خواهد بود.

منابع:

[1] https://quantumzeitgeist.com/chinese-jiuzhang-4-0-demonstrates-quantum-advantage-with-1024-squeezed-states/

[2] https://arxiv.org/abs/2508.09092

دیدگاه خود را درباره این خبر با ما به اشتراک بگذارید.