سلام به همراهان همیشگی کانال Quantum STEM! 👋

💡 احتمالاً با کتاب معروف استیون هاوکینگ، یعنی «جهان در پوست گردو» آشنا هستید؛ کتابی که مفاهیم پیچیده کیهان رو به شکلی ساده و جذاب به مخاطب توضیح داد. ما هم با الهام از همین ایده، مجموعه پست‌های «کوانتوم در پوست گردو|Quantum in a Nutshell» رو استارت زدیم. دنیای علم و فناوری کوانتوم پر از شگفتیه، اما معمولاً وقتی می‌خوایم درباره‌ش بیشتر یاد بگیریم، یا درگیر فرمول‌های ریاضی سخت و مقالات پیچیده می‌شیم، یا فقط با مثال‌های خیلی ساده و تکراری روبرو می‌شیم.

‼️هدف ما در این سری پست‌ها اینه که مستقیماً سراغ موضوعات جذاب، اما شاید کمی پیچیده بریم؛ مثلاً قراره ببینیم «قضیه بل» چطور نگاه ما به واقعیتو عوض کرد، «ساعت‌های اتمی نوری» چطور با دقتی باورنکردنی زمان رو اندازه می‌گیرند، اینترنت کوانتومی چطور کار می‌کنه و کامپیوترهای کوانتومی دقیقاً با چه الگوریتم‌هایی قراره دنیا رو تغییر بدن.

✨ هر قسمت از این مجموعه، یه پست کوتاهه که قراره جرقه‌ای باشه برای روشن شدن کنجکاوی در ذهن شما. ما اصل داستان و چالش‌های هر موضوع رو به ساده‌ترین شکلی که میتونیم بیان می‌کنیم و در انتهای هر پست، برای شمایی که تشنه یادگیری بیشتر هستید، بهترین و معتبرترین منابعی که میشناسیم رو معرفی می‌کنیم تا مسیر مطالعه بیشتر هم برای هر موضوع فراهم باشه.

🔥 پس اگر شما هم به دنیای کوانتوم و فیزیک مدرن علاقه دارید اما فرصت خوندن مقالات طولانی رو ندارید، با ما و این مجموعه همراه باشید و نظراتتون رو هم برامون کامنت کنید ... .

🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
Website • Telegram • LinkedIn

#in_a_Nutshell #new

🌟 کوانتوم در پوست گردو | Quantum in a Nutshell 🌟

قسمت اول:
قضیه بل؛ پاسخی به معمای اینشتین

💛سال ۱۹۳۵ بود که اینشتین به همراه دو همکارش (پودولسکی و روزن) یک مقاله جنجالی منتشر کردند (معروف به EPR) و گفتند: «مکانیک کوانتومی احتمالاً تصویر کاملی از واقعیت به ما نمی‌دهد.» اینشتین اصلاً با پدیده درهم‌تنیدگی میانه‌ای نداشت و به آن می‌گفت «عمل شبح‌وار در فاصله دور». حرف حسابش این بود که اگر دو ذره بعد از جدا شدن، همچنان رفتار هماهنگ و عجیبی با هم دارند، دلیلش این نیست که در لحظه روی هم اثر می‌گذارند؛ بلکه از همان اول کار، یک‌سری «اطلاعات و دستورالعمل‌های مخفی» همراه خودشان دارند که رفتارشان را مشخص می‌کند. به زبان ساده، او معتقد بود دنیا هم «واقع‌گرا»ست (ویژگی‌ها از قبل معلوم‌اند) و هم «موضعی» (هیچ‌چیز سریع‌تر از نور حرکت نمی‌کند).

✨ برای حدود سی سال، این حرف‌ها بیشتر شبیه یک بحث فلسفی جذاب میان فیزیک‌دان‌ها بود. تا اینکه در سال ۱۹۶۴، یک فیزیک‌دان نابغه به نام «جان استوارت بل» راهی پیدا کرد تا این دعوای نظری را مستقیم به آزمایشگاه ببرد. بل با یک قضیه ریاضی نشان داد: اگر حق با اینشتین باشد و ذرات واقعاً بر اساس آن متغیرها و دستورالعمل‌های مخفی کار کنند، میزان هماهنگی بین رفتار دو ذره درهم‌تنیده، هرگز نمی‌تواند از یک حد مشخص ریاضی عبور کند. این حد و مرز به «نامساوی بل» معروف شد.

✨اما طبیعت جواب دیگری برای ما داشت! آزمایش‌های مکرر، به‌خصوص آزمایش‌های دقیقِ دهه ۲۰۱۰ که هیچ راه دررو و اصطلاحاً «حفره منطقی» (Loophole) در آن‌ها وجود نداشت، نشان دادند که ذرات کوانتومی به راحتی نامساوی بل را نقض می‌کنند و می‌شکنند.

✨اما شکسته شدن این نامساوی اصلاً به این معنی نیست که ما می‌توانیم سریع‌تر از نور پیام بفرستیم یا یک «تلگراف کیهانی» بسازیم. این نتیجه فقط به ما ثابت می‌کند که دنیای کوانتوم را نمی‌شود با عقل سلیم و تجربه‌های روزمره‌ی ما از واقعیت‌های موضعی توضیح داد.

✨این کشف شگفت‌انگیز که در سال ۲۰۲۲ جایزه نوبل فیزیک را برای آلن آسپه (Alain Aspect)، جان کلاوزر (John Clauser) و آنتون زایلینگر (Anton Zeilinger) به همراه داشت، امروز دیگر فقط یک افتخار تاریخی نیست. قضیه بل حالا هسته اصلی امنیت در تکنولوژی‌های آینده است. مثلاً در فناوری‌های ارتباطی جدید (مثل توزیع کلید کوانتومی مستقل از دستگاه یا DI-QKD)، ما با کمک همین قضیه بل می‌توانیم از نظر ریاضی و فیزیکی تضمین کنیم که شبکه ارتباطی‌مان صددرصد امن است؛ حتی اگر دستگاه‌های کوانتومی‌مان را از یک شرکت غیرقابل‌اعتماد خریده باشیم!

✨با تمام این حرف‌ها، پیاده‌سازی این ایده‌های جذاب در دنیای واقعی و در مقیاس صنعتی، هنوز یک چالش مهندسی بسیار بزرگ است. برای بستن تمام راه‌های نفوذ فیزیکی در شبکه‌های واقعی، به آشکارسازهای نوری فوق‌العاده دقیقی نیاز داریم. از طرفی، اگر بخواهیم روزی یک «اینترنت کوانتومی» داشته باشیم و این درهم‌تنیدگی را در فاصله‌های طولانی بین شهرها حفظ کنیم، باید دستگاه‌های پیشرفته‌ای به اسم «تکرارگر کوانتومی» (Quantum Repeater) بسازیم که دانشمندان هنوز در حال کار روی طراحی و معماری آن‌ها هستند.

✨ قضیه بل یکی از زیباترین نمونه‌هایی است که نشان می‌دهد طبیعت در مقیاس کوانتومی، بسیار عجیب‌تر و عمیق‌تر از شهود روزمره‌ی ماست.

📖 برای مطالعه عمیق‌تر:
▫️مقاله اصلی و تاریخی: مقاله جان استوارت بل (۱۹۶۴) با عنوان "On the Einstein Podolsky Rosen Paradox"

▫️پیشنهاد ویدئویی: ویدیوی کانال یوتیوب Veritasium درباره قضیه بل (یکی از بهترین توضیحات تصویری و قابل‌فهم).

▫️کتاب: Dance of the Photons نوشته زایلینگر (برنده نوبل) که داستان این آزمایش‌های هیجان‌انگیز را مثل یک رمان علمی جذاب روایت می‌کند (فایل چند صفحه اول کتاب).


💬شما هم میتونید سوالات و دیدگاه‌ها یا منابعی که در این رابطه میشناسید رو زیر این پست کامنت کنید.

🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
Website • Telegram • LinkedIn

#in_a_Nutshell #قضیه_بل #درهم‌تنیدگی_کوانتومی #مبانی_کوانتوم #اینترنت_کوانتومی

🎬 داستان کوانتوم: از مشاجره اینشتین و بور تا قضیه بل!

🚀 آیا در دنیای فیزیک چیزی سریع‌تر از نور وجود دارد؟ این ویدئوی جذاب از کانال Veritasium به یکی از سوءتفاهم‌های بزرگ دنیای کوانتوم می‌پردازد؛ جایی که «درهم‌تنیدگی کوانتومی» به نظر قانون طلایی فیزیک (هیچ چیز سریع‌تر از نور حرکت نمی‌کند) را زیر پا می‌گذارد. ماجرا از جدال تاریخی نیلز بور و آلبرت اینشتین آغاز می‌شود؛ اما قهرمان این داستان، جان استوارت بل است؛ فیزیکدانی که دهه‌ها بعد با یک قضیه ریاضی هوشمندانه نشان داد طبیعت می‌تواند رفتار غیرموضعی داشته باشد.

💡 اگر مایلید به داستان شکل‌گیری قضیه بل، رازهای درهم‌تنیدگی کوانتومی و تنش‌های بنیادین میان مکانیک کوانتوم و نسبیت سفر کنید، و ببینید که چگونه تفسیر «جهان‌های چندگانه» ممکن است تنها راه نجات ما از این بن‌بست فیزیکی باشد، تماشای این ویدئوی جذاب را از دست ندهید!

💬 زبان ویدئو: انگلیسی با زیرنویس فارسی
💬 لینک ویدئو با کیفیت بالاتر در کانال آپارات اطلس کوانتوم


🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
Website • Telegram • LinkedIn

#قضیه_بل #درهم‌تنیدگی_کوانتومی #مبانی_کوانتوم #ویدئو #داستان_کوانتوم

❓چه می‌شود اگر الکترون تنها یک ذره نباشد و مثل نور خاصیت موجی داشته باشد؟

💡این سوالی بود که سال‌ها پیش یکی از معماران نظریه مکانیک کوانتومی از خود پرسید و یکی از مهمترین ایده‌های فیزیک قرن بیستم را مطرح کرد: «ماده نیز می‌تواند رفتار موجی داشته باشد.»

✨امروز، ۱۵ اوت، ۱۳۴مین سالگرد تولد لویی دوبروی است؛ فیزیکدان فرانسوی که با یک ایده ساده اما جسورانه، نگاه ما به «ماده» را برای همیشه تغییر داد. تا اوایل قرن بیستم، فیزیکدانان کم‌کم پذیرفته بودند که نور می‌تواند هم رفتار موجی و هم رفتار ذره‌ای داشته باشد. دوبروی سؤال را برعکس کرد:

«اگر نور که آن را موج می‌دانستیم می‌تواند مانند ذره رفتار کند، چرا ذراتی مثل الکترون نتوانند مانند موج رفتار کنند؟»

✨او این ایده را در رساله دکترای خود در سال ۱۹۲۴ مطرح کرد و برای هر ذره متحرک، طول موجی در نظر گرفت (λ = h / p) که بعداً به نام خودش به طول موج دوبروی معروف شد؛ این ایده چند سال بعد با آزمایش‌های پراش الکترون تأیید شد و در سال ۱۹۲۹ جایزه نوبل فیزیک را برای او به ارمغان آورد. جالب اینجاست که این ایده در ابتدا آن‌قدر نامتعارف بود که «پل لانژون»، استاد ممتحن رساله دوبروی، برای اطمینان نظر آلبرت اینشتین را درباره آن پرسید. دوبروی بعدها روایت کرد که اینشتین کار او را بسیار جالب دانسته و حمایت او به جدی گرفته‌شدن این ایده کمک کرده است.

✨ایده دوبروی فقط به همان رساله ختم نشد. اروین شرودینگر با الهام از ایده موج‌های مادی دوبروی، مکانیک موجی و معادله مشهور شرودینگر را توسعه داد؛ معادله‌ای که امروز یکی از پایه‌های اصلی مکانیک کوانتومی است.

💬 برای آشنایی اولیه با طول موج دوبروی و مفهوم آن، پیشنهاد میکنیم این قسمت از مجموعه داستان کوانتوم را ببینید.
💬 از اینجا می‌توانید یکی از آخرین مصاحبه‌های ثبت‌شده از دوبروی و صحبت‌های او در مورد کشف مهمش را ببینید.
💬 از اینجا هم می‌توانید نگاهی به ترجمه انگلیسی رساله دکتری معروف لویی دوبروی بیندازید!

🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
Website • Telegram • LinkedIn

#لویی_دوبروی #مکانیک_کوانتومی #فیزیک_کوانتومی #تاریخ_علم

📄 معرفی مقاله مروری

✅ حسگرهای کوانتومی؛ از شناسایی مولکول‌ها تا بررسی باتری‌ها

▪️حسگرهای کوانتومی فقط ابزارهایی برای اندازه‌گیری میدان‌های بسیار ضعیف نیستند؛ نسل جدید این حسگرها می‌تواند به ابزارهایی قدرتمند برای شناخت مواد، بررسی واکنش‌های شیمیایی و حتی مطالعه فرایندهای در حال وقوع درون یک باتری تبدیل شود.

▪️در این مقاله مروری جدید، پژوهشگران دانشگاه هاروارد، تصویری نسبتاً جامع از کاربردهای حسگری کوانتومی در شیمی و علم مواد ارائه کرده‌اند. تمرکز اصلی مقاله بر دو پلتفرم مهم است: «مگنتومترهای پمپاژ نوری (OPM) با حساسیت مغناطیسی بسیار بالا، و مراکز NV در الماس که امکان حسگری در ابعاد میکرو و نانو را فراهم می‌کنند.»

💬 موضوع مقاله: حسگری کوانتومی، مگنتومترهای پمپاژ نوری (OPM) و مراکز NV در الماس؛
💬 مناسب برای: دانشجویان و پژوهشگران فیزیک، شیمی، مهندسی مواد؛
💬 پیش‌نیاز: آشنایی مقدماتی با مکانیک کوانتومی و مفاهیم پایه حسگری.


🔻Quantum Sensors for Chemistry and Materials Science
- July 2026
- arXiv preprint

⬇️ Download Fulltext

🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
Website • Telegram • LinkedIn

#معرفی_مقاله #حسگری_کوانتومی #NV #OPM

📖 معرفی کتاب

🔻Integrated Quantum Photonics
Krishna Thyagarajan — Springer, 2025

✅ فوتونیک کوانتومی روی تراشه

▪️فوتونیک کوانتومی مجتمع یکی از مسیرهای مهم برای تبدیل آزمایش‌های اپتیک کوانتومی به سامانه‌هایی کوچک‌تر و مقیاس‌پذیرتر است؛ مسیری که امروز در توسعه منابع تک‌فوتون، مدارهای کوانتومی فوتونیکی، ارتباطات کوانتومی و پردازش اطلاعات کوانتومی اهمیت زیادی دارد.

▪️این کتاب کمک می‌کند به‌صورت اصولی از مبانی اپتیک و مکانیک کوانتومی وارد این حوزه شوید. کتاب Integrated Quantum Photonics یکی از منابع جدید و قابل‌توجه است. Thyagarajan در این کتاب تلاش کرده سه حوزه‌ای را که معمولاً جدا از یکدیگر آموزش داده می‌شوند (اپتیک مجتمع، اپتیک غیرخطی و فوتونیک کوانتومی) در یک مسیر آموزشی منسجم کنار هم قرار دهد.

▪️کتاب در ۲۵ فصل و بیش از ۸۰۰ صفحه نگارش شده است؛ مطالب از مرور الکترومغناطیس و مکانیک کوانتومی آغاز می‌شوند و سپس به موجبرهای نوری، کوپلرها، مدولاتورها، تداخل‌سنج ماخ–زندر، رزوناتورهای حلقوی و فرایندهای غیرخطی می‌رسند. نیمه دوم کتاب به کوانتش میدان الکترومغناطیسی، حالت‌های تک‌فوتونی و چندمدی، درهم‌تنیدگی، حالت‌های squeezed، beam splitter، آشکارسازی homodyne و فرایندهایی مانند SPDC اختصاص دارد و در فصل‌های پایانی نیز این مفاهیم به QKD، محاسبات کوانتومی فوتونیکی، Boson Sampling و تله‌پورتیشن کوانتومی متصل می‌شوند.

💬 موضوع کتاب: فوتونیک کوانتومی مجتمع، اپتیک کوانتومی و مدارهای فوتونیکی؛
💬 مناسب برای: دانشجویان تحصیلات تکمیلی و پژوهشگران اپتیک، فوتونیک و فناوری‌های کوانتومی؛
💬 پیش‌نیاز: الکترومغناطیس و اپتیک پایه، مکانیک کوانتومی مقدماتی و ریاضیات مهندسی/فیزیک.

⬇️ دانلود نسخه PDF کامل کتاب

🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
Website • Telegram • LinkedIn

#معرفی_کتاب #فوتونیک_کوانتومی #فوتونیک_مجتمع #اپتیک_کوانتومی

🔔 زنگ تفریح

🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
Website • Telegram • LinkedIn

📖 معرفی کتاب

🔻Building Quantum Computers: A Practical Introduction
Shayan Majidy, Christopher Wilson & Raymond Laflamme — Cambridge University Press, 2024

✅ چطور یک کامپیوتر کوانتومی واقعی بسازیم؟

▪️این کتاب یکی از معدود کتاب‌های آموزشی است که به‌جای تمرکز اصلی بر «الگوریتم‌های کوانتومی» یا «نظریه اطلاعات کوانتومی»، سؤال بسیار مهم‌تری را دنبال می‌کند:

اگر واقعاً بخواهیم یک کامپیوتر کوانتومی بسازیم، به چه سیستم و سخت‌افزار فیزیکی نیاز داریم و چگونه این سیستم را به یک ماشین واقعی تبدیل کنیم؟

این تفاوت، هویت اصلی کتاب را شکل می‌دهد.

▪️این کتاب به جای تمرکز اصلی بر الگوریتم‌ها، بر پیاده‌سازی فیزیکی محاسبات کوانتومی تمرکز دارد. نویسندگان در ابتدا معیارهای لازم برای ساخت یک کامپیوتر کوانتومی را معرفی می‌کنند و سپس یک چارچوب مشترک برای بررسی معماری‌های مختلف به کار می‌گیرند: کیوبیت چیست؟ چگونه مقداردهی اولیه می‌شود؟ چگونه گیت‌ها اجرا می‌شوند؟ برهم‌کنش بین کیوبیت‌ها چگونه ایجاد می‌شود؟ اندازه‌گیری چگونه انجام می‌شود؟ و مهم‌تر از همه، منابع خطا و نویز کجا هستند؟

▪️در ادامه، این پرسش‌ها روی چهار پلتفرم متفاوت دنبال می‌شوند: NMR، فوتونیک کوانتومی، یون‌های به‌دام‌افتاده و مدارهای ابررسانا. این ساختار مقایسه‌ای یکی از نقاط قوت کتاب است؛ چون به‌جای اینکه هر فناوری را جداگانه ببینیم، می‌توانیم تفاوت راه‌حل‌های فیزیکی آن‌ها برای یک مسئله مشترک را مقایسه کنیم. مثلاً در یک پلتفرم کنترل کیوبیت با RF انجام می‌شود، در دیگری با لیزر یا میدان الکترومغناطیسی، و در یک معماری دیگر با پالس‌های مایکروویو.

▪️یکی از بخش‌های جذاب کتاب، فصل مربوط به «کامپیوترهای کوانتومی ابررسانا» است؛ جایی که مفاهیمی مانند مدارهای ابررسانا، qubit، circuit QED، کنترل و readout معرفی می‌شوند. در بخش فوتونیک کتاب از منابع و آشکارسازهای تک‌فوتونی تا مدارهای کوانتومی، محاسبات one-way و continuous-variable را پوشش می‌دهد. در فصل یون‌های به‌دام‌افتاده نیز نقش لیزر، درجات آزادی حرکتی، گیت‌ها و آشکارسازها بررسی می‌شود. در پایان هم کتاب به Benchmarking می‌رسد؛ یعنی این سؤال که اصلاً از کجا بفهمیم یک کامپیوتر کوانتومی چقدر خوب کار می‌کند؟

▪️بدین ترتیب نویسندگان در این کتاب تلاش کرده‌اند یک چارچوب فکری برای تحلیل هر نوع معماری کوانتومی در اختیار خواننده قرار دهند. از نظر آموزشی، کتاب برای کسانی طراحی شده که با مبانی مکانیک کوانتومی و اطلاعات کوانتومی آشنایی اولیه دارند و می‌خواهند یک تصویر منسجم از «سخت‌افزار کوانتومی» به دست آورند.

این کتاب با بیش از ۸۰ تمرین، ساختار مناسبی برای تدریس دانشگاهی دارد و برای انتخاب به عنوان یک مرجع درسی تحصیلات تکمیلی قویاً توصیه می‌شود.

🟡چهره برجسته اطلاعات کوانتومی، John Preskill هم مقدمه‌ای بر این کتاب نوشته که می‌توانید متن آن را از اینجا بخوانید.

💬 موضوع کتاب: سخت‌افزار و معماری‌های فیزیکی کامپیوترهای کوانتومی؛
💬 مناسب برای: دانشجویان تحصیلات تکمیلی، پژوهشگران و علاقه‌مندان جدی به سخت‌افزار محاسبات کوانتومی؛
💬 پیش‌نیاز: مکانیک کوانتومی مقدماتی، مفاهیم پایه اطلاعات کوانتومی و ریاضیات دانشگاهی.

⬇️ دانلود نسخه PDF کامل کتاب

🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
Website • Telegram • LinkedIn

#معرفی_کتاب #رایانش_کوانتومی #کامپیوتر_کوانتومی #سخت‌افزار_کوانتومی #کیوبیت

🎓 PhD Position 
🔎 Quantum Computing

🏛 Ruhr-Universität Bochum
🇩🇪 Germany
👤 -

⏳ Deadline :7 September 2026

⚠️Apply Link⚠️

🗣More information: Ruhr University Bochum (RUB) is one of Germany’s leading research universities. As a reform-oriented campus university, it uniquely brings together the full spectrum of major academic disciplines in one location. The interaction between disciplines and academic cultures offers researchers and students alike special opportunities for interdisciplinary collaboration. At the Chair of Quantum Computing at Ruhr University Bochum, a position for a Research Associate (m/f/d) is available at the earliest possible date for a period of three years. In particular, we are looking for a PhD student.
Your tasks: The position also involves research in the field of quantum information theory and quantum computing in the context of bosonic systems, in particular:
▫️Benchmarking
▫️Quantum Learning
▫️Continuous Variables
 
🔗Website
🔗Telegram
🔗LinkedIn
🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
#Quantum
#Quantum_Information
#Quantum_Computing
#Bosonic_Systems
#Germany
#AcademicPosition

🎬 داستان کوانتوم: آیا واقعاً ذرات همه مسیرها را امتحان می‌کنند؟

💡در فیزیک کلاسیک، یک سیستم از نقطه‌ای به نقطه دیگر در مسیری مشخص حرکت می‌کند؛ مسیری که قوانین نیوتن آن را تعیین می‌کنند. اما اگر به دنیای کوانتوم برویم، داستان کاملاً متفاوت می‌شود! در فرمول‌بندی مشهور انتگرال مسیر (Path Integral)، ریچارد فاینمن نشان داد که برای محاسبه احتمال انتقال یک سیستم کوانتومی از یک حالت به حالت دیگر، باید سهم تمام مسیرهای ممکن بین مبدأ و مقصد را در محاسبات ریاضی در نظر بگیریم.

❓ اما اگر همه مسیرها در محاسبه حضور دارند، چرا در دنیای روزمره فقط یک مسیر مشخص و کلاسیک را می‌بینیم؟ پاسخ در مفهوم تداخل کوانتومی نهفته است. فاز مربوط به مسیرهای مختلف با یکدیگر تداخل می‌کند و در مقیاس‌های بزرگ، بیشتر مسیرها یکدیگر را خنثی می‌کنند. در نهایت، مسیرهایی که در نزدیکی مسیر کلاسیک قرار دارند، با تداخل سازنده باقی می‌مانند و همان مسیر آشنای فیزیک نیوتنی را پدید می‌آورند؛ مسیری که با «اصل کمترین کنش» مرتبط است.

🎥 کانال Veritasium در این ویدئو با استفاده از آزمایش‌ها و تصویرسازی‌های جذاب، تلاش می‌کند این ایده فاینمن را به شکلی شهودی نشان دهد: اینکه چگونه از دل مجموعه‌ای از احتمالات کوانتومی، در نهایت جهان کلاسیک و مسیرهای مشخصی که هر روز با آنها سروکار داریم، پدیدار می‌شوند.

❗️ذکر این نکته ضروری است که این برداشت از مکانیک کوانتومی با اشکالاتی همراه است و منتقدینی هم دارد (مثلاً این ویدئو را ببینید). از منظر دقت علمی بسیار مهم است که این تصویرسازی جذاب را با واقعیتِ هستی‌شناختی (Ontology) اشتباه نگیریم. ذرات به معنای واقعی کلمه در فضای سه‌بعدی تکثیر نمی‌شوند تا تمام مسیرهای ممکن (مانند سفر به گذشته یا کهکشان‌های دیگر) را به صورت فیزیکی طی کنند. انتگرال مسیر، در واقع یک ابزار قدرتمند ریاضی (پروپاگاتور) برای محاسبه دامنه احتمالات در فضای انتزاعیِ پیکربندی (Configuration Space) است، نه یک توصیف از مسیرهای واقعی ذره. آزمایشی که در ویدیو با لیزر و توری پراش نشان داده می‌شود نیز، بیش از آنکه اثبات‌کننده یک رفتار عجیبِ تک‌ذره‌ای باشد، نمایشی از اپتیک موجی کلاسیک و اصل هویگنس-فرنل است.

✅با وجود این ظرافت‌های تفسیر علمی، تماشای این ویدیو برای درک شهودیِ یکی از مهم‌ترین ابزارهای ریاضی در مکانیک و نظریه میدان‌های کوانتومی (QFT) بسیار ارزشمند است.

💬 زبان ویدئو: انگلیسی با زیرنویس فارسی
💬 لینک ویدئو با کیفیت بالاتر در کانال آپارات اطلس کوانتوم

💬 شما هم نظرتون در مورد این ویدئوی جذاب و جنجالی رو حتماً کامنت کنید!
🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
Website • Telegram • LinkedIn

#انتگرال_مسیر #فاینمن #مکانیک_کوانتومی #اصل_کمترین_کنش #فیزیک_کوانتومی #ویدئو #داستان_کوانتوم

📝 یادداشت: روشی تازه برای اندازه‌گیری قدرت واقعی رایانه‌های کوانتومی

🔴یکی از مشکلات قدیمی در دنیای محاسبات کوانتومی این است که مقایسه کامپیوترهای کوانتومی مختلف کار ساده‌ای نیست. تعداد کیوبیت، نرخ خطا یا سرعت گیت‌ها هرکدام بخشی از ماجرا را نشان می‌دهند، اما لزوماً مشخص نمی‌کنند یک سیستم در عمل چه محاسباتی را می‌تواند با موفقیت انجام دهد.

✨ حالا گروهی از پژوهشگران به رهبری Timothy Proctor از آزمایشگاه ملی سَندیا، با همکاری پژوهشگرانی از NVIDIA و Quantinuum معیار جدیدی به نام Quantum Universal Operations Performance System یا QUOPS معرفی کرده‌اند؛ معیاری که قرار است توان محاسباتی سیستم‌های کوانتومی با معماری‌های مختلف را با یک سنجه و معیار مشترک اندازه‌گیری کند.

✨در این روش، مجموعه‌ای از مدارهای کوانتومی استاندارد بر روی دستگاه اجرا می‌شود تا مشخص شود هر کامپیوتر مدارهای بزرگ‌ و پیچیده‌ را تا چه اندازه دقیق اجرا می‌کند. نتیجه این کار، عددی به نام QUOPS Score یا Q است که می‌توان آن را با نیاز محاسباتی الگوریتم‌های واقعی هم مقایسه کرد. در کنار آن، پارامتر Ω یا QUOPS Rate نیز نشان می‌دهد این حجم از محاسبات با چه سرعتی انجام می‌شود.

✨ پژوهشگران این معیار را روی پردازنده‌های گوگل، IBM و کوانتینیوم آزمایش کردند. برای نمونه، Helios-1 (کوانتینیوم) امتیاز حدود ۱۵۰۴، Willow گوگل ۲۱۶ و یکی از پردازنده‌های IBM امتیاز حدود ۲۰۴ به دست آوردند. با این حال، برآوردها نشان می‌دهد مسائل مهمی مانند شبیه‌سازی دقیق ترکیباتی مثل مولکول FeMoco یا شکستن رمزنگاری‌های متداول، به توان محاسباتی در حدود پنج مرتبه بزرگی بیشتر نیاز دارند.

✨جالب‌تر اینکه پژوهشگران نسخه‌ای از Helios-1 را در حالت مقاوم در برابر خطا و با استفاده از کیوبیت‌های منطقی نیز بررسی کردند. امتیاز این سیستم حدود ۴۰ بود؛ این عدد پایین‌تر از اجرای مستقیم روی کیوبیت‌های فیزیکی است، اما از نظر مسیر آینده رایانش کوانتومی بسیار مهم است، چون سامانه‌های بزرگ و کاربردی ناچار به استفاده از تصحیح خطای کوانتومی خواهند بود.

✨به گفته پژوهشگران، یکی از نقاط عطف مهم آینده زمانی خواهد بود که توان محاسباتی کیوبیت‌های منطقی از سیستم‌های مبتنی بر کیوبیت‌های فیزیکی عبور کند. از آن مرحله به بعد، می‌توان به‌صورت مستقیم بررسی کرد که چه زمانی یک رایانه کوانتومی توان اجرای یک مسئله علمی یا صنعتی مشخص را پیدا کرده است.

✨البته QUOPS احتمالاً آخرین معیار برای سنجش قدرت واقعی رایانه‌های کوانتومی نخواهد بود. با پیشرفت فناوری ممکن است عوامل دیگری نیز اهمیت پیدا کنند؛ اما این روش می‌تواند قدم مهمی برای عبور از مقایسه صرفِ تعداد کیوبیت‌ها و حرکت به سمت اندازه‌گیری کاری باشد که یک رایانه کوانتومی واقعاً قادر به انجام آن است.

✈️لینک یادداشت اصلی در New Scientist
📄 لینک پیش‌چاپ مقاله در arXiv

🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
Website • Telegram • LinkedIn

#یادداشت #محاسبات_کوانتومی #رایانه_کوانتومی #QUOPS #تصحیح_خطای_کوانتومی

💻 Online Event 💻
🔎 QBronze197| Quantum Computing and Programming

🏢 QWorld
🇸🇬 Singapore

🗓 Program Timelines :
🔻Registration deadline:17 September 2026
🔻Workshop days: September 19-20 & 26-27 , 2026

⚠️Registration link⚠️

🗣 More information: We are happy to announce a free online introductory workshop on quantum computing and programming, which will serve as the entangling workshop for QSingapore! Join us for the introductory workshop “Quantum Computing and Programming” and learn the basics of quantum computing and how to write simple quantum programs.
🔴We invite highschool students, university students and graduates, researchers, professors, and industry experts in the region. We will use introductory tutorials called Bronze-Qiskit by QWorld. We will use Discord to communicate with each other and conduct the workshop. The educational materials are in English.

🔗Website
🔗Telegram
🔗LinkedIn
🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
#Quantum
#Quantum_Computing
#Quantum_Algorithms
#Singapore
#AcademicPosition

✏️ کتاب برای کوانتوم یک!

🔅سال نوی تحصیلی مدتیه شروع شده و تعداد زیادی دانشجو در اولین مواجهه رسمی با کوانتوم و عجایبش سر کلاس «کوانتوم یک» نشستن. البته احتمالاً خیلی‌ها قبل از این هم گربه شرودینگر رو میشناختن و از قضیه دوشکاف یه‌چیزایی شنیده بودن اما اینجا دیگه کار از این داستان گفتن‌ها می‌گذره و پای تابع موج، عملگرها، معادله شرودینگر، اسپین و کلی انتگرال و معادله دیفرانسیل به میون میاد!

اینجاست که مهمترین سؤال این درس مطرح میشه:

📚 کوانتوم یک رو از روی چه کتابی بخونیم؟

خب، جواب مشخصی برای این سؤال وجود نداره و هر کتابی ویژگی‌های خاص خودشو داره؛ اما اینجا سعی شده یک راهنمای کلی نسبت به منابع و مراجع اصلی (و تعدادی هم مرجع جدید و کمتر شناخته‌شده) برای ورود بهتر به دنیای پر رمز و راز کوانتوم ارائه بشه.

👍 دیوید جی. گریفیث: روان و خوش‌خوان
Introduction to Quantum Mechanics (1995) — by David J. Griffiths

این احتمالاً معروف‌ترین کتاب مقدماتی کوانتومه و انتخاب اول خیلی از اساتید هم محسوب میشه. متنِ نسبتاً کوتاه و قابلِ‌فهمی داره (که واقعاً مهمه) و برای روبرو شدن با مفاهیم عجیب و غریب کوانتوم مناسبه. ترجمه خوب دکتر مشفق و همکارانشون هم انصافاً کمک‌کننده‌ست. البته یک نکته: تعداد مثال‌های حل‌شده کتاب زیاد نیست و بعضی از تمرین‌هاش زیادی سختن!

👍 نورالدین زتیلی: استاد حل مسئله
Quantum Mechanics: Concepts and Applications (2001) — Nouredine Zettili

اگر عادت دارید موضوعات رو با مثال و تمرین حل‌شده یاد بگیرید، زتیلی بهترین انتخاب برای شماست. مثال‌های فراوون، محاسبات مرحله‌به‌مرحله و مسائل متعدد، نقطه‌قوت‌های اصلی این کتاب‌ هستن؛ هرچند گاهی همین قضیه باعث میشه کتاب کمی ریاضی‌تر و محاسباتی‌تر از بقیه به نظر برسه. این کتاب به عنوان گزینه پشتیبان هم به شدت توصیه میشه و میتونه خیلی خوب شما رو برای امتحانات آماده کنه.

👍 رامامورتی شانکار : عمیق و همه‌فن‌حریف
Principles of Quantum Mechanics (1980) — R. Shankar

شانکار از پیش‌نیاز ریاضی شروع می‌کنه و بنای نظری درس رو با جزئیات بیشتری فراهم می‌کنه. این کتاب برای فهم عمیق‌تر مکانیک کوانتومی مناسبه، اما برای کسی که برای اولین بار با این درس روبه‌رو میشه ممکنه کمی سنگین به نظر برسه. از این جهت میتونه بهترین منبع دوم برای مطالعه جدی‌تر در کنار جزوه اصلی درس باشه.
(* شانکار همون استاد دانشگاه Yale هست که ویدئوش در مورد قابل فهم نبودن کوانتوم حسابی وایرال شد! 😊)

👍 جان تاونسند : مدرن و خیلی متفاوت
A Modern Approach to Quantum Mechanics (1992) — John S. Townsend

تاونسند برخلاف مسیر سنتی خیلی از کتاب‌های دیگه، به‌جای تابع موج از اسپین و آزمایش اشترن–گرلاخ شروع می‌کنه و خیلی زود سراغ نمادگذاری دیراک و عملگرها میره. این مسیر باعث میشه از اول با ساختار انتزاعی و مدرن مکانیک کوانتومی آشنا بشیم و بعداً مکانیک موجی رو به‌عنوان یکی از نمایش‌های نظریه ببینیم. برای کسایی که دوست دارن از همون اول به جای مقدمات با ساختار مدرن‌تر مکانیک کوانتومی آشنا بشن، میتونه انتخاب جذابی باشه؛ مخصوصاً اگر قرار باشه بعدها به اطلاعات کوانتومی علاقه‌مند بشید!
(* اگر این کتاب رو انتخاب کردید پیشنهاد میشه ویرایش دوم 2012 رو تهیه کنید!)

👍 دیوید مک‌اینتایر : مفهومی و شهودی
Quantum Mechanics: A Paradigms Approach (2012) — David McIntyre

این کتاب هم مسیر «spin-first» رو دنبال می‌کنه و از آزمایش اشترن–گرلاخ و سیستم‌های اسپینی برای معرفی اصول مکانیک کوانتومی استفاده می‌کنه. تأکید کتاب روی فهم فیزیکی، اندازه‌گیری و دیدن یک مسئله در بازنمایی‌های مختلفه. برای کسی که می‌خواد قبل از غرق شدن توی ریاضیات و مسائل، مفاهیم رو بهتر درک کنه گزینه جذابیه؛ البته این دوتا کتاب آخر ترتیب مطالبشون با خیلی از دوره‌های «کوانتوم یک» فرق داره و شاید به‌عنوان منبع مکمل بهتر باشند.


🎥 اینم دوتا منبع ویدئویی برای اونایی که کمتر حال و حوصله کتاب خوندن دارن:

▪️دوره دانشگاهی «MIT 8.04 – Quantum Physics I» : یک دوره کامل کارشناسی با ویدئو، جزوه، تمرین و امتحان
▪️دوره دانشگاهی «Stanford – Quantum Mechanics, Leonard Susskind» : ارائه‌ای متفاوت و شهودی از مبانی مکانیک کوانتومی


💬شما هم توی کامنت‌ها تجربه‌تون رو بهمون بگید:

اولین مواجهه‌ شما با کوانتوم چطور بود؟
با کدوم استاد و کدوم کتاب کوانتوم رو یاد گرفتید؟
کدوم کتاب یا جزوه واقعاً بهتون کمک کرد؟
و اگر بخواید توصیه‌ای به کوانتوم‌اولی‌های امسال بکنید، اون چیه؟

📊 اگر هنوز منتظرید ببینید بالاخره بهترین کتاب برای «کوانتوم یک» چیه، صبر کنید؛ توی پست بعدی قراره رأی‌گیری کنیم! 😄

🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
Website • Telegram • LinkedIn

#اول_مهر #معرفی_کتاب #مکانیک_کوانتومی #کوانتوم_یک #منابع_آموزشی

🏅 شمارش معکوس برای نوبل فیزیک ۲۰۲۶؛ این‌بار هم کوانتوم؟

🗣 فردا برنده یا برندگان نوبل فیزیک ۲۰۲۶ معرفی می‌شوند و گمانه‌زنی‌ها درباره اینکه این بار نوبل به کدام گوشه از فیزیک خواهد رسید بالا گرفته. البته فهرست نامزدهای واقعی نوبل محرمانه است و تا ۵۰ سال منتشر نمی‌شود؛ با این حال امسال مراجعی مانند Clarivate و Physics World یک پیش‌بینی جالب دارند:

اگر قرار باشد نوبل امسال رنگ‌وبوی کوانتومی داشته باشد، احتمالاً باید بیش از رایانش کوانتومی، چشم‌مان به «مواد کوانتومی» باشد.

▪️ شاید جذاب‌ترین نام در حال حاضر برای ما Xue Qikun چینی باشد. Clarivate او را امسال به‌خاطر «مشاهده تجربی اثر هال غیرعادی کوانتومی» یا Quantum Anomalous Hall Effect در فهرست Citation Laureates قرار داده است. در این پدیده می‌توان جریان‌های لبه‌ای با اتلاف نزدیک به صفر را بدون نیاز به میدان مغناطیسی خارجیِ اثر هال کوانتومی معمولی ایجاد کرد. این دستاورد در نقطه تلاقی فیزیک توپولوژیک، مواد کوانتومی و الکترونیک آینده قرار دارد. Physics World نیز Xue را یکی از گزینه‌های جدی امسال می‌داند. اگر نام او فردا از استکهلم خوانده شود، با یک نوبل کاملاً کوانتومی ــ البته از جنس «مواد کوانتومی» ــ روبه‌رو خواهیم بود.

▪️ یک پرونده کوانتومی جذاب دیگر Twistronics است؛ حوزه‌ای که در آن با چرخاندن دو لایه دوبعدی ــ مثلاً دو لایه گرافن ــ نسبت به یکدیگر، ساختار الکترونی ماده به‌شدت تغییر می‌کند و حتی پدیده‌هایی مانند حالت‌های هم‌بسته و ابررسانایی ظاهر می‌شوند. محققین این پروژه همین امسال جایزه معتبر Kavli در نانو را برای کارهای پیشگامانه‌شان دریافت کردند. شاید برای نوبل این حوزه هنوز کمی جوان باشد، اما نشانه‌ها می‌گویند Twistronics اکنون وارد جمع موضوعات جدیِ Nobel-class شده است.

▪️ البته همه گزینه‌های قوی نوبل امسال مستقیماً «کوانتومی» نیستند. دو انتخاب دیگر Clarivate از دل فیزیک ماده چگال آمده‌اند: Nicola Spaldin برای توسعه نظری مواد magnetoelectric multiferroic در دمای اتاق، و Chihaya Adachi برای پژوهش‌هایی که به OLEDهای پربازده، از جمله PHOLED و TADF، منجر شده‌اند، گزینه‌های جدی دیگر هستند. گزینه OLED خصوصاً از آن انتخاب‌هایی است که با سبک و سیاق نوبل خیلی سازگار به نظر می‌رسد: فیزیک و مهندسی بنیادی که در نهایت به فناوری‌ای رسیده که امروز میلیاردها نفر مستقیماً از آن استفاده می‌کنند.

▪️سایت Physics World هم از زاویه‌ای متفاوت به همین نتیجه رسیده است. با نگاه به الگوی تاریخی جوایز، این نشریه معتقد است ماده چگال و همچنین فیزیک ذرات و هسته‌ای مدتی است که منتظر نوبل بعدی خود هستند؛ اما وقتی پای نامزدهای واقعی برای یک دستاورد مشخص به میان می‌آید، فهرست ماده چگال بسیار پربارتر است.

▪️در فیزیک ذرات، یکی از گزینه‌های جالب کار روی پادماده و آنتی‌هیدروژن در CERN است؛ به‌ویژه Jeffrey Hangst و آزمایش‌های ATHENA و ALPHA. با این حال Physics World خودش هم اشاره می‌کند که این آزمایش‌ها تاکنون انحراف معناداری از پیش‌بینی‌های مدل استاندارد پیدا نکرده‌اند و همین ممکن است شانس نوبل را حداقل برای امسال کمرنگ کند.

▪️ فوتونیک هم خارج از این رقابت نیست. Physics World از Federico Capasso، از چهره‌های مهم «لیزر آبشار کوانتومی» (Quantum-cascade laser) و متامتریال‌ها، و John Pendry، از بنیان‌گذاران نظری متامتریال‌های اپتیکی، هم نام می‌برد. اعطای جایزه به این حوزه، مرز جالبی میان مهندسی اپتیک و فوتونیک با فیزیک بنیادی خواهد داشت.

▪️ اما احتمالاً یک غایب مهم در پیش‌بینی‌های امسال از نظر ما رایانش کوانتومی باشد. نام‌هایی مثل Peter Shor و David Deutsch یا حتی Peter Zoller سال‌هاست برای نوبل فیزیک مطرح‌اند و احتمال اینکه روزی جایزه‌ای مستقیماً برای بنیان‌های رایانش و اطلاعات کوانتومی داده شود بسیار جدی است. با این حال، نوبل فیزیک در سال گذشته به‌شدت کوانتومی بود و شاید امسال کمیته بخواهد مسیر دیگری را انتخاب کند؛ هرچند در اعطای نوبل هیچ قانون نانوشته‌ای وجود ندارد.

💬 شما هم نظرات خودتون رو در کامنت‌ها بگید:

به نظرتون نوبل فیزیک امسال حق کیه؟ باز هم این جایزه به کوانتوم میرسه یا حوزه دیگه‌ای از فیزیک؟

🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
Website • Telegram • LinkedIn

#نوبل_فیزیک #مواد_کوانتومی #ماده_چگال #Twistronics #فوتونیک

🔠 کوانتوم گرافیک : دسته‌بندی تمام نوبل‌های فیزیک میان شاخه‌های مختلف

🔻از سال ۱۹۰۱ تا امروز ۱۱۹ جایزه نوبل فیزیک به ۲۳۰ نفر اعطا شده که بیشترین سهم متعلق به شاخه «فیزیک هسته‌ای و ذرات» بوده. فیزیک کوانتومی بعد از ۱۰ جایزه اول خودش، حدود ۶ دهه کم‌فروغ رو پشت سر گذاشت و از این حیث از سال ۲۰۱۲ وارد دوره جدیدی شده.

🟡جوایز نوبل کوانتوم به ترتیب به این موضوعات تعلق گرفته:

🏅۱۹۱۸ : کشف کوانتاهای انرژی؛ نقطه آغاز نظریه کوانتومی - Max Planck

🏅۱۹۲۱ : توضیح اثر فوتوالکتریک و نقش کوانتوم‌های نور - Albert Einstein

🏅۱۹۲۲ : ساختار اتم و تابش؛ مدل کوانتومی اتم - Niels Bohr

🏅۱۹۲۳ : بار بنیادی الکترون و آزمایش‌های مربوط به اثر فوتوالکتریک - Robert Millikan

🏅۱۹۲۹ : کشف ماهیت موجی الکترون‌ها و مفهوم موج ماده - Louis de Broglie

🏅۱۹۳۲ : بنیان‌گذاری مکانیک کوانتومی و صورت‌بندی مکانیک ماتریسی - Werner Heisenberg

🏅۱۹۳۳ : ارائه صورت‌بندی‌های بنیادی جدید از نظریه کوانتومی؛ مکانیک موجی و نظریه کوانتومی نسبیتی - Erwin Schrödinger & Paul Dirac

🏅۱۹۴۳ : توسعه روش پرتوهای مولکولی و کشف گشتاور مغناطیسی پروتون - Otto Stern

🏅۱۹۴۵ : کشف اصل طرد؛ یکی از پایه‌های ساختار کوانتومی اتم‌ها و ماده - Wolfgang Pauli

🏅۱۹۵۴ : پژوهش‌های بنیادی در مکانیک کوانتومی، به‌ویژه تفسیر آماری تابع موج - Max Born

🏅۲۰۱۲ : روش‌های تجربی برای اندازه‌گیری و کنترل سامانه‌های کوانتومی منفرد - Serge Haroche & David Wineland

🏅۲۰۲۲ : آزمایش فوتون‌های درهم‌تنیده، نقض نابرابری‌های بل و بنیان‌گذاری علم اطلاعات کوانتومی - Alain Aspect, John Clauser & Anton Zeilinger

🏅۲۰۲۵ : کشف تونل‌زنی کوانتومی ماکروسکوپی و کوانتش انرژی در مدارهای الکتریکی - John Clarke, Michel Devoret & John Martinis

منبع عکس: Physics World

🔸🔸🔸🔸🔸🔸🔸
Website • Telegram • LinkedIn

#اینفوگرافی #نوبل_فیزیک #فیزیک_کوانتومی #فیزیک_ذرات

🏅 نوبل فیزیک ۲۰۲۶ برای ذرۀ مرموز!

🗣آکادمی سلطنتی علوم سوئد جایزه نوبل فیزیک ۲۰۲۶ را به Francis Halzen برای «مشارکت‌های تعیین‌کننده در رصدخانه نوترینویی آیس‌کیوب و کشف نوترینوهای پرانرژی با منشأ اخترفیزیکی» اعطا کرد.

⏺️این پژوهش به‌طور خلاصه درباره آشکارسازی نوترینوهای بسیار پرانرژی رسیده از اعماق کیهان با استفاده از رصدخانه IceCube در قطب جنوب است؛ کشفی که راه تازه‌ای برای مطالعه خشن‌ترین و پرانرژی‌ترین پدیده‌های جهان گشود و نقش مهمی در شکل‌گیری اخترفیزیک نوترینویی و اخترشناسی چندپیام‌رسانی (Multi-messenger astronomy) داشته است.

👤 Francis Halzen — University of Wisconsin–Madison, USA


🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار #نوبل_فیزیک #NobelPrize #Physics #نوترینو