فیزیکدانان “حلقه گمشده” را پیدا کردند که می تواند فناوری اینترنت کوانتومی را ارائه دهد

کیوبیت های سیلیکونی یکی از انواعی است که فیزیکدانان توانسته اند در طول زمان پیشرفته تر و پایدارتر شوند، اما این مسئله نیز وجود دارد که آنها را در مقیاس به یکدیگر مرتبط کنیم. آنچه که تحقیقات جدید نشان می‌دهد این است که نقص‌های خاصی در سیلیکون – معروف به مراکز T – می‌توانند به‌عنوان پیوندهای فوتونیک (یا مبتنی بر نور) بین کیوبیت‌ها عمل کنند.

“گسترش‌کننده‌ای مانند مرکز T که ترکیبی از نور بالا است. عملکرد کیوبیت‌های اسپین و تولید فوتون نوری برای ساخت رایانه‌های کوانتومی مقیاس‌پذیر، توزیع‌شده، ایده‌آل است، استفانی سیمونز، فیزیکدان کوانتومی از دانشگاه سایمون فریزر در کانادا می‌گوید.

“آنها می‌توانند پردازش و ارتباطات را با هم مدیریت کنند، به جای اینکه نیازی به اتصال دو فناوری کوانتومی متفاوت داشته باشند، یکی برای پردازش و یکی برای ارتباطات.”

به عبارت دیگر، این یک سیستم کارآمدتر و احتمالاً آسان تر برای ساخت است. محققان گزارش می دهند که این اولین بار است که این نوع فعالیت ذرات کوانتومی به صورت نوری در سیلیکون مشاهده می شود – شواهد بیشتری مبنی بر اینکه این یک راه مناسب برای جلو است.

یک مزیت دیگر نیز وجود دارد. : مراکز T نور را در همان طول موجی که توسط شبکه های مخابراتی فیبر فعلی و تجهیزات مخابراتی استفاده می شود، ساطع می کنند. این امر به کارگیری فناوری اینترنت کوانتومی ساده‌تر می‌شود.

“با مراکز T، می‌توانید پردازنده‌های کوانتومی بسازید که ذاتاً با پردازنده‌های دیگر ارتباط برقرار کنند،” می گوید سیمونز.

“زمانی که کیوبیت سیلیکونی شما می تواند با گسیل فوتون ها (نور) در همان باند ارتباط برقرار کند. که در مراکز داده و شبکه های فیبر استفاده می شود، شما از همین مزایا برای اتصال میلیون ها کیوبیت مورد نیاز برای محاسبات کوانتومی بهره مند می شوید.”

محققان با استفاده از میکروسکوپ ویژه، ده ها هزار “میکروپاک” کوچک را روی ویفرهای سیلیکونی تولید کردند. تکنیک‌هایی برای تأیید اینکه هر یک از این دستگاه‌های کوچک تعداد کمی از مراکز T دارند که می‌توان آنها را به‌صورت جداگانه نشان داد و کنترل کرد.

کارهای زیادی برای انجام دادن وجود دارد – کیوبیت‌ها باید قابل اعتمادتر شوند و دقیق تر بنابراین می توان از آنها به درستی استفاده کرد – اما این تحقیق ما را یک گام مهم دیگر به آینده محاسبات کوانتومی نزدیکتر می کند.

اگر این آینده بتواند بر اساس سیلیکون باشد، پس ما در حال حاضر سال ها تخصص و تجهیزات تولیدی داریم روشن است، و این به نوبه خود به معنای انتقال نرم‌تر به محاسبات کوانتومی در مقیاس است.

“با یافتن راهی برای ایجاد پردازنده‌های محاسباتی کوانتومی در سیلیکون، می‌توانید از تمام سال‌های توسعه، دانش، بهره ببرید. و زیرساخت مورد استفاده برای تولید رایانه‌های معمولی، به جای ایجاد یک صنعت کاملاً جدید برای تولید کوانتومی، “می گوید سیمونز.

این تحقیق در طبیعت.