یک گام بلند دیگر در پیشرفت فناوری علوم کوانتومی

به گزارش سیناپرس اردبیل، در دنیای محاسبات کوانتومی، دو میلی ثانیه یا دو هزارم ثانیه، دوره زمانی بسیار طولانی است. محققان دانشگاه نیو ساوت ولز اکنون در اثبات این موضوع که کیوبیت‌های چرخشی که واحدهای اطلاعاتی اساسی رایانه‌های کوانتومی هستند، می‌توانند داده‌ها را تا دو میلی‌ثانیه ذخیره کنند. این دستاورد 100 برابر بیشتر از معیارهای قبلی در همان پردازنده کوانتومی است که به عنوان زمان انسجام شناخته می شود.

زمان انسجام طولانی تر به این معنی است که شما زمان بیشتری برای ذخیره اطلاعات کوانتومی خود در اختیار دارید. خانم آماندا سیدهاوس، که کارش در محاسبات کوانتومی بود، نظری به این موفقیت کمک کرد. با توجه به کار های وی، زمان انسجام اساساً به شما می گوید قبل از اینکه تمام اطلاعات کیوبیت های خود را از دست بدهید؛ چه مدت می توانید تمام عملیات را در هر الگوریتم یا دنباله ای که می خواهید انجام دهید. هنگامی که چرخش کیوبیت‌های اسپین متوقف می‌شود، محاسبه از بین می‌رود و مقادیر نشان‌داده‌شده توسط هر کیوبیت از بین می‌رود. در سال 2016، مهندسان کوانتومی در دانشگاه نیو ساوت ولز به طور تجربی مفهوم گسترش پیوستگی را تأیید کردند.

برای سخت‌تر کردن مسائل، رایانه‌های کوانتومی کار آینده باید مقادیر میلیون‌ها کیوبیت را دنبال کنند تا بتوانند برخی از دشوارترین مشکلات بشریت را حل کنند، مانند جستجوی واکسن‌های مؤثر، مدل‌سازی سیستم‌های آب و هوا، و پیش‌بینی اثرات تغییرات آب و هوا در اواخر سال گذشته، همین تیم در دانشگاه نیو ساوت ولز، یک مشکل فنی را حل کرد که مهندسان را برای دهه‌ها در مورد چگونگی دستکاری میلیون‌ها کیوبیت بدون تولید گرما و تداخل بیشتر، گیج کرده بود. به جای اضافه کردن هزاران آنتن کوچک برای کنترل میلیون‌ها الکترون با امواج مغناطیسی، تیم تحقیقاتی راهی برای استفاده از یک آنتن برای کنترل تمام کیوبیت‌های تراشه با معرفی کریستالی به نام تشدیدگر دی الکتریک ابداع کرد.

توانایی کنترل میلیون ها کیوبیت تنها با یک آنتن گام بزرگی به جلو است. اما در حالی که کنترل میلیون ها کیوبیت به طور همزمان یک شاهکار عالی است، کامپیوترهای کوانتومی کار نیز به دستکاری جداگانه آنها نیاز دارند. خانم هانسن دانشجوی این پروژه می‌گوید: «اول از نظر تئوری نشان دادیم که می‌توانیم زمان انسجام را با چرخش مداوم کیوبیت‌ها بهبود ببخشیم. اگر مجری سیرک را تصور کنید که در حال چرخش بشقاب‌ها است، اجرا می‌تواند ادامه یابد. به همین ترتیب، اگر به طور مداوم کیوبیت ها را درایو کنیم، آنها می توانند اطلاعات را برای مدت طولانی تری نگه دارند. ما نشان دادیم که چنین کیوبیت‌ها زمان انسجامی بیش از ۲۳۰ میکروثانیه داشتند».

پس از اینکه تیم نشان داد که زمان‌های انسجام را می‌توان با کیوبیت‌های به اصطلاح «پوشیده» افزایش داد، چالش بعدی قوی‌تر کردن پروتکل بود و نشان داد که الکترون‌های کنترل‌شده در سطح جهانی نیز می‌توانند به‌صورت جداگانه کنترل شوند تا بتوانند مقادیر مختلف مورد نیاز را نگه دارند. به جای اینکه کیوبیت ها به صورت دایره ای بچرخند، آنها را دستکاری کردند تا مانند مترونوم به جلو و عقب تکان بخورند. سپس، اگر یک میدان الکتریکی به صورت جداگانه روی هر کیوبیت اعمال شود و آن را از رزونانس خارج کند، می توان آن را با سرعت متفاوتی نسبت به همسایگانش قرار داد، اما همچنان با همان ریتم حرکت می کند.

آنها این یافته ها را در مجله Science Advances منتشر کردند.

منبع: biology news
مترجم: پریناز نصرتی