کامپیوتر کوانتومی با پژوهش پژوهش‌گر ایرانی

دکتر روح الله جعفری، پژوهشگر دانشگاه تحصیلات تکمیلی زنجان و همکار سوئدی‌اش در تحقیقی که نتایج آن در مجلۀ Physical Review Letters  چاپ شده است، نشان داده‌اند که کاهش سریع درهم‌تنیدگی همراه با ساختار دوره‌ای منظم در نقاطی رخ می‌دهد که شبه ذرات سیستم بدون اتلاف انرژی باشند و این نقاط ممکن است نقطۀ بحرانی سیستم نباشند.

یکی از مهم‌ترین مسائل در محاسبات کوانتومی و انتقال اطلاعات کوانتومی، کنترل اثرات اختلالات محیط بر روی بیت‌های کوانتومی است که یکی از این اثرات اختلالی، از بین‌رفتن درهم‌تنیدگی بین بیت‌های کوانتومی به دلیل کوچک بودن مقیاس آن‌هاست. در این صورت نویز وارد داده‌ها می‌شود، و نقل و انتقال که تنها از طریق درهم تنیدگی ممکن است، ناممکن می‌شود. 

 بیت‌های کوانتومی، یا کیوبیت‌ها نام کوچکترین واحدهای انجام محاسبات در کامپیوترهای کوانتومی است که می توانند از اتم‌ها یا فوتون ها ساخته شوند.

یکی از راه‌های از بین بردن اثرات اختلالات محیط بر روی بیت‌های کوانتومی این است که بین بیت‌های کوانتومی و محیط برهم‌کنش‌های قابل کنترل ایجاد شود.

براساس تحقیقات سال‌های گذشته، اگر محیط در نقطۀ بحرانی‌اش قرار گیرد، درهم‌تنیدگی بین بیت‌های کوانتومی با زمان به سرعت کاهش پیدا کرده و سپس رفتار منظم دوره ای از خود نشان می دهد.

دکتر جعفری و همکارش در مقالۀ خود نشان داده‌اند که برانگیخته شدن شبه ذرات در محیط برهم‌کنش داده شده با بیت‌های کوانتومی، دلیل اصلی کاهش سریع درهم‌تنیدگی بین بیت‌های کوانتومی است.

آن‌ها در این مطالعه به معرفی مدل توسعه یافتۀ «سو- شیفر- هیگر» پرداخته‌اند که به وسیلۀ آن نشان می‌دهند  کاهش سریع درهم‌تنیدگی بین بیت‌های کوانتومی همراه با ساختار دوره‌ای منظم در نقاطی رخ می‌دهد که شبه ذرات محیط بدون اتلاف انرژی باشند که این نقاط ممکن است نقطه بحرانی محیط نباشند.

نوع رفتار درهم‌تنیدگی بین بیت‌های کوانتومی بر اساس احتمال برانگیختکی شبه ذرات در محیط برهم‌کنشی با بیتهای کوانتومی بستگی مستقیم دارد. این احتمال در نقاط بدون اتلاف انرژی بسیار بالا می‌رود و در نتیجه نقل و انتقال داده را می‌توان، راح‌تر انجام داد.

نتایج این پژوهش راه‌ را برای ساخت بهتر و دقیق‌تر کامپیوتر‌های کوانتومی باز می‌کند. یکی از معضلات فعلی ساخت این کامپیوتر‌ها نگاه داشتن پردازنده در دمایی خاص برای ایجاد حالت کوانتومی است.  اما با رویکرد جدید محقق ایران موانع مهمی از سر راه ایجاد در هم‌تنیدگی که اساس ساخت کامپیوترهای کوانتومی است، برداشته می‌شود.

غزال غضنفری

 

No tags for this post.