محققان به یافتن بلوک ساختمانی ایده آل برای کامپیوترهای کوانتومی نزدیک شده اند

محققان به یافتن بلوک ساختمانی ایده آل برای کامپیوترهای کوانتومی نزدیک شده اند

بیش از چهار سال از زمانی که IBM اولین کامپیوتر کوانتومی خود را با استفاده از ۵۰ کیوبیت یا بیت کوانتومی معرفی کرد می گذرد. با این حال، ما به ساخت یک کامپیوتر کوانتومی که بتواند عملاً مورد استفاده قرار گیرد نزدیک نشده ایم. در واقع، رایانه‌های کوانتومی که ما داریم برای استفاده در مقیاس بزرگ مناسب نیستند و نمی‌توانند با وظایفی که سایر اشکال فناوری می‌توانند بدون زحمت به آن دست یابند، مطابقت داشته باشند. دانشمندان بر این باورند که این خطا در ساختار این کامپیوترهای کوانتومی است. از این رو، آن‌ها در تلاش هستند تا بلوک‌های ساختمانی ایده‌آل را برای استفاده بیشتر از این رایانه‌ها بسازند.

یک کامپیوتر معمولی از بیت ها به عنوان بلوک های سازنده خود استفاده می کند. این بیت ها داده ها را در هر زمان به شکل ۱ یا ۰ ذخیره می کنند. یک کامپیوتر کوانتومی از بلوک های ساختمانی به نام کیوبیت برای عملکرد استفاده می کند. این کیوبیت‌ها مانند گربه در آزمایش فکری گربه شرودینگر عمل می‌کنند. درست همانطور که گربه مرده و زنده است در یک نقطه از زمان، یک کیوبیت می تواند به طور همزمان در حالت ۰ و ۱ وجود داشته باشد. این همان چیزی است که به یک کامپیوتر کوانتومی برتری نسبت به رایانه‌های معمولی می‌دهد.

کوبیت‌ها را می‌توان به روش‌های مختلفی برای برآورده کردن الزامات ساخت، بر اساس محققان این مطالعه. با این حال، دانشمندان معتقدند یک راه ایده آل برای ساخت آن وجود دارد. تکنیک فعلی از یک الکترون استفاده می کند. این در گاز نئون منجمد به دام افتاده و با استفاده از یک مدار کوانتومی ابررسانا کنترل می شود. ممکن است کیوبیت نزدیک‌ترین کیوبیت به شکل ایده‌آل خود باشد، اما باید منتظر بمانیم تا کیوبیت ایده‌آل به واقعیت تبدیل شود.

جدیدترین سطح نئونی فوق‌العاده خالص کیوبیت به الکترون اجازه می‌دهد تا به اندازه کافی برای دستکاری پایدار بماند. همچنین تغییر سریع کیوبیت از یک حالت به حالت دیگر را تسهیل می کند. این یک کیوبیت موفق است زیرا همچنین قادر به درهم تنیدگی (قابلیت پیوند با کیوبیت‌های دیگر) است.

یک تشدید کننده مایکروویو مبتنی بر ابررسانا که در زیر کیوبیت قرار ندارد می‌تواند وضعیت را بخواند و عملکرد کیوبیت را اندازه‌گیری کند.

Xianjing Zhou از آزمایشگاه ملی آرگون گفت: “با این پلت فرم، برای اولین بار به جفت شدن قوی بین یک الکترون منفرد در یک محیط نزدیک به خلاء و یک فوتون مایکروویو منفرد در طنین انداز.» این به دانشمندان اجازه می دهد تا از فوتون های مایکروویو برای دستکاری هر کیوبیت استفاده کنند.

با این حال، آزمایش در داخل یک یخچال رقیق‌سازی در دمای بسیار کنترل‌شده انجام شد. بنابراین، کیوبیت‌ها هنوز برای استفاده در لپ‌تاپ‌ها آماده نیستند.

شرکت‌های چندملیتی مانند Google و IBM در تلاش هستند تا مدل‌های کیوبیت خود را ارائه دهند. اما محققان پشت این کیوبیت جدید معتقدند که مدل آنها امیدوارکننده ترین مدل تا به امروز است زیرا ساخت آن با هزینه کم آسان است.

مطالعه اخیر منتشر شده در مجله Nature.


نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.