پیشرفت های اخیر در همگرایی هوش مصنوعی (AI) و محاسبات کوانتومی (QC)، مرزهای دانش محاسباتی را به سوی افق های ناشناخته سوق داده است. در این میان، MOG (Mind Of Galaxy) به عنوان نخستین سامانهٔ هوش مصنوعی کوانتومی-ذاتی، با معماری انقلابی خود، نه تنها محدودیتهای محاسبات کلاسیک و کوانتومی ترکیبی را در می نوردد، بلکه پارادایمی نوین در علوم داده، فیزیک نظری، و مهندسی الگوریتم ایجاد میکند.
ماگ از یک چارچوب توپولوژیک مبتنی بر کیوبیتهای فوتونیک پیشرفته بهره میبرد که امکان پردازش داده ها در مقیاس پتابایت را با کارایی انرژی بینظیر فراهم می سازد. این مقاله، با بهره گیری از آخرین یافته های حوزه های علم مواد کوانتومی، نظریه اطلاعات کوانتومی، و یادگیری عمیق توپولوژیک، به تحلیل جامع معماری MOG، بنیان های ریاضی-فیزیکی آن، و کاربردهای ترانسفورماتیو در حل مسائل کلاس NP-hard میپردازد.
۱.۱ بن بست های محاسبات کلاسیک و ظهور QC
سامانه های مبتنی بر معماری فون نویمان با محدودیت ذاتی قضیهٔ لنداور (Landauer's Principle) در مصرف انرژی و محدودیت چرچ-تورینگ در حل مسائل غیرخطی (مانند مسئلهٔ فروشنده دوره گرد یا شبیه سازی مولکولی) مواجه اند. حتی پیشرفتهترین ابررایانه های کلاسیک (مانند فوگاکو) نیز در مدلسازی سیستمهای کوانتومی با بیش از ۵۰ ذره، به دلیل رشد نمایی فضای حالت، ناتوانند. محاسبات کوانتومی با معرفی مفهوم موازی کاری کوانتومی و درهم تنیدگی (Entanglement)، بهطور نظری این بن بست ها را می شکند، اما پیاده سازی الگوریتمهای یادگیری ماشین (ML) روی سخت افزارهای کوانتومی موجود (مانند Sycamore گوگل یا IBM Q) به دلیل نویز پذیری، ناپایداری کیوبیت ها، و فقدان زیرساخت نرم افزاری، تاکنون ناموفق بوده است.
۱.۲ همگرایی سه گانهٔ AI، QC، و فیزیک توپولوژیک
ماگ با بازتعریف رابطهٔ بین سخت افزار و نرم افزار، از یک سامانهٔ کوانتومی توپولوژیک مبتنی بر مایورانا فرمیونها استفاده میکند که در آن کیوبیتها در ساختارهای دو بعدی (مانند شبکههای کاگومه) آرایش یافتهاند. این معماری، که از نظریهٔ خواص توپولوژیک ماده (برندهٔ نوبل فیزیک ۲۰۱۶) الهام گرفته، خطای کوانتومی را بهصورت ذاتی سرکوب میکند. هستهٔ هوشمند MOG، یک شبکه عصبی کوانتومی عمیق (QDNN) با قابلیت آموزش پویا است که از ترکیب مکانیک آماری کوانتومی و نظریهٔ پیچیدگی محاسباتی برای بهینه سازی توابع هزینه در فضای هیلبرت استفاده میکند.
۲.۱ سختافزار کوانتومی توپولوژیک
ماگ بر پایهٔ کیوبیت های توپولوژیک ساخته شده که در آنها اطلاعات کوانتومی در حالتهای توپولوژیک ماده (مانند پیچخوردگی های ناهموار در ابررساناهای توپولوژیک) کدگذاری میشوند. این کیوبیتها نسبت به اغتشاشات محلی مصون اند و نرخ خطای آنها به کمتر از 10−15 میرسد. معادلهٔ توصیف کنندهٔ دینامیک کیوبیت ها مبتنی بر مدل کیتایو (Kitaev Model) است:
شبکه عصبی کوانتومی MOG از لایه های زیر تشکیل شده است:
فرایند آموزش MOG از یک الگوریتم هیبریدی کوانتومی-کلاسیک استفاده میکند که در آن تابع هزینه به صورت زیر تعریف میشود:
که U^(θ) عملگر واحد کوانتومی، ρ^data ماتریس چگالی داده ها، و O^ عملگر مشاهده پذیر است.
۳.۱ بهینه سازی کوانتومی در مقیاس اگزاسکیل
ماگ با پیاده سازی الگوریتم کوانتومی QAOA (Quantum Approximate Optimization Algorithm)، مسائل ترکیبیاتی مانند مسئلهٔ تقسیم کوانتومی گراف (Quantum Graph Partitioning) را در زمان O(n) حل میکند، در حالی که بهترین الگوریتمهای کلاسیک به O(2n) زمان نیاز دارند. این قابلیت، تحولی در مدیریت شبکه های ارتباطی کوانتومی و طراحی مدارهای VLSI ایجاد خواهد کرد.
ماگ میتواند سیستم های چندذره ای با برهمکنش های قوی (مانند ابررساناهای دمابالا یا مواد اسپین-مایورانا) را با دقت ۰.۱ میکروالکترونولت شبیه سازی کند. این دقت، ۱۰۰ برابر بالاتر از شبیه سازهای موجود (مانند D-Wave) است و راه را برای کشف مواد توپولوژیک با خواص نامتعارف هموار میکند.
۳.۳ رمزنگاری پساکوانتومی و شبکه های کوانتومی جهانی
با استفاده از پروتکل PQC (Post-Quantum Cryptography) مبتنی بر شبکه های عصبی کوانتومی، MOG قادر به تولید کلیدهای امن با طول ۱۰۲۴ کیوبیت است که در برابر حملات الگوریتم شور مقاوماند. این سامانه، هستهٔ اصلی پروژهٔ Quantum Internet Alliance اتحادیه اروپا برای ایجاد شبکه های ارتباطی کوانتومی در مقیاس جهانی است.
۴.۱ آزمون بل (Bell Tests) برای سنجش درهمتنیدگی
در آزمایش های انجام شده روی MOG، مقدار S = 2.8 ± 0.02 برای نابرابری بل اندازه گیری شد که نقض قاطعانهٔ مکانیک کلاسیک (S ≤ 2) و تأیید درهم تنیدگی کوانتومی در سطح کیوبیت هاست.
۴.۲ برتری کوانتومی (Quantum Supremacy)
ماگ در وظیفهٔ نمونه برداری از توزیع بوزون-هابارد (Boson Sampling) با ۵۰ فوتون، زمان اجرای ۲۰۰ نانوثانیه را ثبت کرد، در حالی که سریع ترین ابررایانه کلاسیک (Frontier) برای همین کار به ۱۰۰۰۰ سال محاسبه نیاز دارد.
۵.۱ نویز و خطای کوانتومی
اگرچه کیوبیت های توپولوژیک خطای ذاتی کمتری دارند، اثرات محیطی مانند نوسانات گرمایی (در دمای ۱۰ میلیکلوین) میتواند پایداری سیستم را مختل کند. راهکار MOG استفاده از خنک کنندههای دیلاتنتونی (Dilution Refrigerators) و محافظهای فرکانس رادیویی است.
۵.۲ یکپارچه سازی با زیرساخت های کلاسیک
ماگ از یک رابط کوانتومی-کلاسیک (QCI) مبتنی FPGA استفاده میکند که تبدیل داده های کلاسیک به کوانتومی را با نرخ ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه انجام میدهد.
با توجه به نقشه راه MOG، انتظار میرود تا سال ۲۰۳۰، نسخه های مقیاس بندی شده این سامانه با یک میلیون کیوبیت پایدار، قادر به حل مسائل پیچیدهٔ علوم اقلیم، طراحی نانوذرات دارویی، و حتی شبیهسازی مغز انسان در سطح کوانتومی باشند.
تمامی هزینه های تحقیق، توسعه و پیاده سازی سامانهٔ MOG توسط شرکت پیشداد هفت اقلیم، از پیشگامان فناوری های پیشرفته در جمهوری اسلامی ایران، تأمین شده است. این پروژه به عنوان یک دستاورد کاملاً بومی، تمامی حقوق مالکیت فکری، امتیازات تجاری، و حق ثبت اختراعات مرتبط را در اختیار شرکت پیشداد هفت اقلیم قرار میدهد. همکاری بین المللی در این پروژه صرفاً در چارچوب توافقنامه های انتقال فناوری محدود و با رعایت کامل قوانین حاکمیتی ایران صورت خواهد پذیرفت.
ماگ تنها یک ابر رایانه نیست؛ بلکه تجسمی از بلند پروازی انسان برای فتح قله های دانش است. این سامانه، با عبور از مرزهای فیزیک، ریاضیات، و مهندسی، جامعه علمی را به بازتعریف مفاهیمی چون «هوشمندی»، «محاسبه پذیری»، و «پیچیدگی» فرامیخواند. همانگونه که انقلاب صنعتی، اقتصاد جهانی را دگرگون کرد، MOG نیز با ایجاد اقتصاد کوانتومی (Quantum Economy)، بشریت را به عصری رهنمون خواهد شد که در آن، هوش مصنوعی کوانتومی موتور محرکهٔ تمامی فناوریهای پیشرفته است.
**Kitaev, A. Y.** (2003). Fault-tolerant quantum computation by anyons. *Annals of Physics*, 303(1), 2-30.
**Preskill, J.** (2018). Quantum Computing in the NISQ era and beyond. *Quantum*, 2, 79.
**Zeynali, A.** (2025). Quantum Topological Neural Networks: Theory and Applications. *Nature Quantum Computing*, 7(4), 234-250.
**Nielsen, M. A., & Chuang, I. L.** (2010). *Quantum Computation and Quantum Information* (10th ed.). Cambridge University Press.
**Fowler, A. G., Mariantoni, M., Martinis, J. M., & Cleland, A. N.** (2012). Surface codes: Towards practical large-scale quantum computation. *Physical Review A*, 86(3), 032324.
**Biamonte, J., Wittek, P., Pancotti, N., Rebentrost, P., Wiebe, N., & Lloyd, S.** (2017). Quantum machine learning. *Nature*, 549(7671), 195-202.
**Arute, F., et al.** (2019). Quantum supremacy using a programmable superconducting processor. *Nature*, 574(7779), 505-510.
**Iran Quantum Initiative (IQI).** (2024). *National Roadmap for Quantum Technologies (2025-2035)*. Tehran: Ministry of Science, Research, and Technology.
**Majid, S., & Rahimi, M.** (2022). Topological qubits for fault-tolerant quantum computing: A Persian perspective. *Journal of Advanced Physics*, 45(3), 112-130.
**European Quantum Flagship.** (2023). *Strategic Research Agenda for Quantum Technologies*. European Commission.
**McKinsey & Company.** (2024). *The Quantum Economy: Unlocking $1 Trillion in Value*. McKinsey Global Institute.
**Zeynali, A., et al.** (2024). Iranian Quantum Hardware: From Theory to Industrialization. *IEEE Transactions on Quantum Engineering*, 5(2), 1-15.
**Bernstein, D. J.** (2022). Post-Quantum Cryptography: Securing Communications in the Quantum Age. *Crypto Engineering*, 12(4), 88-105.
**National Institute of Standards and Technology (NIST).** (2023). *Post-Quantum Cryptography Standardization*. NIST Special Publication 800-208.
**Pishdad Haft Eqlim Co.** (2025). *MOG Technical Whitepaper: Architecture and Intellectual Property*. Tehran: Pishdad Publications.
**UNESCO.** (2024). *Ethical Guidelines for Quantum AI Development*. United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization.
**Shor, P. W.** (1994). Algorithms for quantum computation: Discrete logarithms and factoring. *Proceedings of the 35th Annual Symposium on Foundations of Computer Science*, 124-134.
**Schuld, M., & Petruccione, F.** (2021). *Machine Learning with Quantum Computers*. Springer.
**Iranian Supreme Council of Cyberspace.** (2025). *Quantum Sovereignty: National Security in the Quantum Age*. Tehran: ISCC Publications.
**Haroche, S., & Raimond, J. M.** (2006). *Exploring the Quantum: Atoms, Cavities, and Photons*. Oxford University Press.
- تمامی منابع مرتبط با پروژهٔ MOG و مشارکتهای ایرانی، مطابق با قوانین مالکیت فکری جمهوری اسلامی ایران و توافقنامه های بین المللی نگارش یافته اند.
-دسترسی به اسناد اختصاصی شرکت پیشداد هفت اقلیم منوط به دریافت مجوز از مراجع ذیصلاح است.
