کوچک‌ترین گربه ویدئویی ساخته شد
دانشمندان «کوچک‌ترین ویدئوی گربه جهان» ساخته‌اند که گامی بزرگ در پیشرفت رایانش کوانتومی به شمار می‌آید. این ویدئو با استفاده از تنها ۲.۰۲۴ اتم روبیدیوم ساخته شده و در واقع بازآفرینی تصویری از آزمایش فکری معروف «گربه شرودینگر» است.
فیزیکدانان با یک آزمایش عجیب و خلاقانه، نمایشی مینیاتوری ساخته‌اند که می‌تواند آینده رایانه‌های کوانتومی را تغییر دهد.
به گزارش فارس به نقل از اینترستینگ اینجینیرینگ، دانشمندان «کوچک‌ترین ویدئوی گربه جهان» ساخته‌اند که گامی بزرگ در پیشرفت رایانش کوانتومی به شمار می‌آید. این ویدئو با استفاده از تنها ۲.۰۲۴ اتم روبیدیوم ساخته شده و در واقع بازآفرینی تصویری از آزمایش فکری معروف «گربه شرودینگر» است.
این آزمایش فکری که نخستین‌بار در سال (۱۳۰۸ شمسی) توسط فیزیکدان اتریشی اروین شرودینگر مطرح شد، نشان می‌دهد یک جسم می‌تواند همزمان در چند حالت مختلف وجود داشته باشد؛ برای نمونه، گربه‌ای درون جعبه تا زمانی که جعبه باز نشود، هم زنده و هم مرده است. حالا پژوهشگران دانشگاه علوم و فناوری چین در شانگهای، این ایده انتزاعی را با حرکت اتم‌ها به شکلی زنده نشان داده‌اند.
در این ویدئو، هر نقطه زرد نشان‌دهنده یک اتم روبیدیوم است که در یک آرایه به عرض ۲۳۰ میکرون جابه‌جا می‌شود. این اتم‌ها هنگامی که توسط لیزر تحریک می‌شوند، نور از خود ساطع می‌کنند و محققان می‌توانند جایگاه دقیق آن‌ها را ردیابی کنند. برای ساخت ویدئو، دانشمندان از الگوریتم‌های یادگیری ماشینی و ابزاری به نام «انبرک نوری» استفاده کرده‌اند. این انبرک‌ها در حقیقت پرتوهای لیزری متمرکز هستند که مانند «جرثقیل‌های میکروسکوپی» عمل کرده و امکان جابه‌جایی دقیق تک‌تک اتم‌ها را فراهم می‌کنند. مدل هوش مصنوعی همزمان محاسبات لازم را انجام می‌دهد تا بهترین موقعیت لیزرها مشخص شود و تمام اتم‌ها در جای درست خود قرار گیرند.
بر اساس گزارش منتشر شده، محققان روشی ابداع کرده‌اند که با استفاده از هوش مصنوعی می‌تواند اتم‌ها را به صورت همزمان و در کسری از ثانیه جابه‌جا کند. کل فرآیند بازآرایی ۲.۰۲۴ اتم تنها ۶۰ میلی‌ثانیه زمان می‌برد؛ در حالی‌که پیش‌تر این کار باید به‌صورت تک‌به‌تک انجام می‌شد و بسیار زمان‌بر بود. برای اینکه حرکت اتم‌ها برای چشم انسان قابل مشاهده باشد، محققان سرعت آن را ۳۳ برابر کندتر کرده‌اند تا شبیه یک ویدئوی واقعی دیده شود.
این دستاورد به یک گام اساسی در حل مشکل مقیاس‌پذیری در رایانش کوانتومی تبدیل شده است. تا پیش از این، کندی فرآیند جابه‌جایی اتم‌ها مانع بزرگی برای ساخت رایانه‌های کوانتومی در مقیاس وسیع بود. اما حالا با این روش جدید، تعداد اتم‌ها را می‌توان بدون افزایش زمان پردازش، چندین برابر کرد. دقت این سیستم نیز چشمگیر بوده است: ۹۹٫۹۷ درصد در عملیات تک-کیوبیتی، ۹۹٫۵ درصد در عملیات دو-کیوبیتی و ۹۹٫۹۲ درصد در شناسایی حالت کیوبیت‌ها.
اهمیت این پژوهش فراتر از یک نمایش علمی ساده است. رایانه‌های کوانتومی برخلاف رایانه‌های کلاسیک که از بیت (۰ و ۱) استفاده می‌کنند، بر پایه کیوبیت‌ها کار می‌کنند؛ ذراتی که می‌توانند همزمان در چند حالت باشند. با این حال، کیوبیت‌ها بسیار «شکننده» هستند و کوچک‌ترین خطا می‌تواند عملکرد سیستم را مختل کند. پژوهشگران چینی تأکید کرده‌اند که پروتکل جدید می‌تواند بستر مناسبی برای ساخت آرایه‌های بدون نقص متشکل از ده‌ها هزار اتم باشد.
به گفته تیم تحقیقاتی، این دستاورد می‌تواند به جعبه‌ابزاری حیاتی برای «تصحیح خطای کوانتومی» تبدیل شود؛ ابزاری که یکی از کلیدهای اصلی تحقق رایانه‌های کوانتومی قدرتمند است. این فناوری می‌تواند نسل آینده رایانه‌های کوانتومی را به واقعیت نزدیک‌تر کند؛ رایانه‌هایی که توانایی حل برخی مسائل پیچیده را بسیار سریع‌تر از رایانه‌های معمولی خواهند داشت. این پژوهش در تاریخ ۲۹ مرداد ۱۴۰۴ منتشر شده است و توجه زیادی در محافل علمی جهان به خود جلب کرده است.
