خبر کامل
۷ دستاورد بزرگ کوانتومی در سال ۲۰۲۵؛ از رکورد دقت ۹۹٫۹۹۸٪ تا حل معمای ۱۰۰ ساله
سال ۲۰۲۵ میلادی نقطه عطفی در تاریخ فناوری کوانتومی بود؛ سالی که این حوزه از مرحله وعده‌های هیجان‌انگیز و آزمایشگاهی به سمت تأثیرات عملی و ملموس حرکت کرد. این سال با مجموعه‌ای از پیشرفت‌های تدریجی و هماهنگ در حوزه‌های سخت‌افزار، نرم‌افزار، ارتباطات و سیاست‌گذاری تعریف شد و باعث شد فناوری کوانتومی کمتر فرضی و بیشتر اجتناب‌ناپذیر به نظر برسد.
بلوغ سخت‌افزار کوانتومی و کاهش نرخ خطا
یکی از مهم‌ترین محورهای تحول در سال ۲۰۲۵، بلوغ سخت‌افزار کوانتومی بود. اگرچه تعداد کیوبیت‌ها همچنان افزایش یافت، اما تمرکز اصلی شرکت‌ها و آزمایشگاه‌ها بر کاهش نرخ خطا، بهبود پایداری سامانه‌ها و ارتقاء الکترونیک‌های کنترلی و معماری‌های مقیاس‌پذیر معطوف شد. رویکردهای گوناگون، از جمله ابررساناها، یون‌های به‌دام‌افتاده، فوتونیک و اتم‌های خنثی، همگی مسیرهای معتبری برای آینده نشان دادند و ایده همگرایی به سوی راه‌حل‌های عملی را تقویت کردند.
هفت دستاورد کلیدی در سال ۲۰۲۵
۱. رمزگذاری اطلاعات با ذرات «آنیون» برای کاهش شکنندگی
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC) با استفاده از ذره‌ای به نام «آنیون‌ها» (Anyons)، راهی برای کاهش شکنندگی رایانه‌های کوانتومی و کاربردی‌تر کردن آن‌ها یافتند. این رویکرد تلاش می‌کند اطلاعات کوانتومی را با رمزگذاری در ویژگی‌های هندسی این ذرات عجیب‌وغریب ایمن کند. آنیون‌ها که پیش‌بینی می‌شود در دو بعد وجود داشته باشند، مقاومت بیشتری در برابر نویز و تداخل نسبت به سایر کیوبیت‌ها دارند. در این میان، آنیون‌های ایزینگ نقش پیشرو در توسعه این سامانه‌های کوانتومی ایفا می‌کنند.
۲. رونمایی از نخستین رایانه کوانتومی جهان با تراشه‌های سیلیکونی استاندارد
شرکت «کوانتوم موشن» (Quantum Motion)، مستقر در لندن، نخستین رایانه کوانتومی فول‌استک صنعت را که با استفاده از سیلیکون ساخته شده، راه‌اندازی کرد. این سامانه در مرکز ملی محاسبات کوانتومی بریتانیا (NQCC) مستقر شد.
این رایانه کوانتومی با استفاده از فرایند استاندارد ساخت تراشه‌های CMOS (نیمه‌رسانای مکمل اکسید فلز) ساخته شده است؛ همان فناوری ترانزیستوری که در رایانه‌های معمولی به کار می‌رود. بخش کلیدی این موفقیت، ساخت کریوالکترونیک‌هایی است که کیوبیت‌ها را به مدارهای کنترلی متصل کرده و در دماهای بسیار پایین کار می‌کنند؛ امری که امکان مقیاس‌پذیری گسترده پردازنده‌های کوانتومی را فراهم می‌سازد.
۳. حل مسئله‌ای کاربردی با سرعتی یک میلیون سال سریع‌تر از ابررایانه
شرکت «دی‌ویو کوانتوم» (D-Wave Quantum Inc.)، با استفاده از رایانه کوانتومی نمونه اولیه Advantage ۲ مبتنی بر بازپخت کوانتومی (annealing)، یک مسئله واقعی و کاربردی را حل کرد. این دستاورد که از طریق مقاله‌ای داوری‌شده در یک مجله علمی معتبر تأیید شد، نشان‌دهنده برتری کوانتومی در حل مسائل خاص است.
در حالی که دانشمندان برای ساخت ابررایانه‌هایی با قابلیت محاسبات اگزاسکیل (Exascale) جهت حل مسائلی مانند تغییرات اقلیمی و کشف دارو تلاش می‌کنند، این موفقیت کوانتومی یک گام بزرگ رو به جلو محسوب می‌شود.
۴. حل معمای صدساله ریاضی با الگوریتم کوانتومی
پژوهشگران با موفقیت از یک الگوریتم کوانتومی برای حل یک مسئله پیچیده ریاضی استفاده کردند؛ معمایی صدساله که حل آن حتی برای قدرتمندترین ابررایانه‌های کلاسیک غیرممکن تلقی می‌شد. این دستاورد کاربردهای مستقیمی در حوزه‌هایی مانند فیزیک ذرات، علم مواد و انتقال داده دارد.
«آیا مسئله محاسباتی‌ای وجود دارد که یک الگوریتم کوانتومی کارآمد برای آن وجود داشته باشد، اما الگوریتم تصادفی کارآمدی برای آن در دسترس نباشد؟ محاسبات کوانتومی بر این باور بنا شده که پاسخ این سؤال مثبت است.»
این پژوهش که توسط مارتین لاروکا و وویتخ هاولیچک (پژوهشگر شرکت IBM) انجام شد و در نشریه Physical Review Letters منتشر گردید، نشان داد که رایانه‌های کوانتومی قادرند «بازنمایی‌های گروهی را تجزیه کنند»؛ کاری بنیادی که در چندین رشته علمی نقش اساسی دارد.
۵. الهام از «شب پرستاره» ون‌گوگ برای کشف گردابه کوانتومی جدید
یک پژوهش جدید ارتباطی بی‌سابقه میان نقاشی معروف «شب پرستاره» اثر ونسان ون‌گوگ و فیزیک کوانتومی را نشان داده است. تمرکز اصلی این مطالعه بر ناپایداری کلوین–هلمهولتز (KHI) بود که در دنیای روزمره باعث شکل‌گیری موج‌ها و گردابه‌ها در سیالات می‌شود.
نویسندگان این مطالعه نه‌تنها برای نخستین بار KHI را در یک سیال کوانتومی مشاهده کردند، بلکه گردابه‌هایی هلالی‌شکل به نام «اسکایرمیون‌های کسری نامتقارن» (EFSs) را نیز کشف کردند که شباهت چشمگیری به ماه درخشان در نقاشی ون‌گوگ دارند.
۶. بهبود کنترل وضعیت بدنی ربات‌ها با درهم‌تنیدگی کوانتومی
پژوهشگرانی از مؤسسه فناوری شیبائورا، دانشگاه واسدا و شرکت فوجیتسو، روش جدیدی برای حرکت نرم‌تر و کارآمدتر ربات‌ها با استفاده از محاسبات کوانتومی توسعه دادند. این رویکرد جدید بر فرایند دشوار «سینماتیک معکوس» در ربات‌های انسان‌نما متمرکز است.
تیم تحقیقاتی از کیوبیت‌ها برای نمایش موقعیت و جهت‌گیری هر بخش از ربات استفاده می‌کند و از درهم‌تنیدگی کوانتومی بهره می‌برد؛ ویژگی خاصی که در آن ذرات به‌گونه‌ای به هم متصل‌اند که حرکت یکی بر دیگری تأثیر می‌گذارد و محاسبات مورد نیاز را بهینه‌سازی می‌کند.
۷. ثبت رکورد جهانی دقت ۹۹٫۹۹۸ درصد توسط MIT
پژوهشگران مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) با توسعه دو تکنیک کنترلی جدید، توانستند با استفاده از یک کیوبیت ابررسانا به نام «فلاکسونیوم»، به رکورد جهانی دقت تک‌کیوبیتی ۹۹٫۹۹۸ درصد دست یابند. این دستاورد گام مهمی در مسیر تحقق محاسبات کوانتومی عملی به‌شمار می‌رود، زیرا کیوبیت‌ها به‌شدت در برابر نویز و نواقص کنترلی حساس هستند.
دو تکنیک توسعه‌یافته با نام‌های «پالس‌های هم‌نسبت» (commensurate pulses) و «امواج مایکروویو با قطبش دایره‌ای»، خطاهای موجود در عملیات کوانتومی را به‌طور مؤثر حذف می‌کنند و دقت را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهند.
آینده اجتناب‌ناپذیر فناوری کوانتومی
سال ۲۰۲۵ سال هم‌راستایی راهبردی و رقابت جهانی در حوزه کوانتوم بود. با وجود اینکه چالش‌هایی مانند مقیاس‌پذیری و هزینه همچنان باقی است، شتاب تحولات در این سال به‌وضوح نشان داد که فناوری کوانتومی وارد مرحله‌ای جدی‌تر و پایدارتر از نوآوری شده است؛ مرحله‌ای که زمینه را برای دستاوردهای بسیار بزرگ‌تر در سال‌های آتی فراهم می‌کند.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
