📰محققان دانشگاه Caltech رکورد جدیدی با آرایه ۶۱۰۰ کیوبیتی ثبت کردند.
▪️تیمی از فیزیکدانان موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech) بزرگ‌ترین آرایه کیوبیتی جهان را با ۶۱۰۰ اتم خنثی سزیم که توسط لیزرهای متمرکز (انبرک‌های نوری) به دام افتاده‌اند، ایجاد کردند. این پیشرفت گامی بزرگ به سوی ساخت کامپیوترهای کوانتومی مقیاس‌پذیر و مقاوم در برابر خطا است.
⬅️ کامپیوترهای کوانتومی برای حل مسائل پیچیده در فیزیک، شیمی و سایر حوزه‌ها به تعداد زیادی کیوبیت نیاز دارند. برخلاف بیت‌های کلاسیک، کیوبیت‌ها می‌توانند به دلیل خاصیت برهم‌نهی به طور همزمان در دو حالت وجود داشته باشند. این ویژگی به کامپیوترهای کوانتومی امکان انجام محاسبات پیچیده را می‌دهد، اما کیوبیت‌ها شکننده هستند و به کیوبیت‌های اضافی برای تصحیح خطا نیاز دارند. تیم کلتک با استفاده از انبرک‌های نوری، ۶۱۰۰ اتم سزیم را در یک شبکه لیزری در یک محفظه خلأ به دام انداخت و آرایه‌ای ایجاد کرد که بسیار بزرگ‌تر از آرایه‌های قبلی با چند صد کیوبیت است. این پژوهش که در مجله Nature منتشر شده، توسط مانوئل اندرس و سه دانشجوی دکتری، هانا مانتش، گیوهی نومورا و الی باتای هدایت شده است.
▪️این آرایه با حفظ برهم‌نهادگی کیوبیت‌ها به مدت ۱۳ ثانیه و دقت ۹۹.۹۸٪ در دستکاری کیوبیت‌ها، کیفیت و کمیت را به طور همزمان ارائه می‌دهد.
⬅️ تیم Caltech یک پرتو لیزر را به ۱۲,۰۰۰ انبرک نوری تقسیم کرد که ۶۱۰۰ اتم را در خود جای داد. برخلاف تصور رایج که افزایش تعداد کیوبیت‌ها کیفیت را کاهش می‌دهد، این تیم نشان داد که می‌توان مقیاس را بدون افت دقت افزایش داد. کیوبیت‌ها به مدت ۱۳ ثانیه در حالت برهم‌نهادگی پایدار ماندند - تقریباً ۱۰ برابر طولانی‌تر از آرایه‌های مشابه قبلی - و با دقت ۹۹.۹۸٪ دستکاری شدند. علاوه بر این، محققان توانستند اتم‌ها را صدها میکرومتر در آرایه جابه‌جا کنند، در حالی که برهم‌نهادگی حفظ شد، قابلیتی که برای تصحیح خطا در کامپیوترهای کوانتومی مبتنی بر اتم خنثی حیاتی است.
▪️این پیشرفت مسیر را برای کامپیوترهای کوانتومی مقاوم در برابر خطا هموار می‌کند و اتم‌های خنثی را به عنوان گزینه‌ای قوی برای مقیاس‌پذیری معرفی می‌کند.
⬅️ یکی از چالش‌های اصلی کامپیوترهای کوانتومی، تصحیح خطا بدون نقض قضیه عدم کپی‌برداری کوانتومی است. توانایی جابه‌جایی کیوبیت‌ها در آرایه، امکان استراتژی‌های کارآمدتر تصحیح خطا را فراهم می‌کند، برتری‌ای که در مقایسه با پلتفرم‌های سنتی مانند کیوبیت‌های ابررسانا برجسته است. هانا مانتش این فرآیند را به تعادل یک لیوان آب در حال دویدن تشبیه می‌کند، که در آن حفظ برهم‌نهادگی در حین حرکت اتم‌ها مانند جلوگیری از ریختن آب است.
▪️گام بعدی، درهم‌تنیدگی کیوبیت‌ها برای انجام محاسبات کوانتومی کامل و شبیه‌سازی پدیده‌های طبیعی است.
⬅️ محققان اکنون قصد دارند کیوبیت‌ها را در حالت درهم‌تنیدگی قرار دهند، که برای انجام محاسبات کوانتومی و شبیه‌سازی سیستم‌های طبیعی مانند فازهای جدید ماده یا مدل‌سازی میدان‌های کوانتومی حاکم بر فضازمان ضروری است.
این پیشرفت می‌تواند به اکتشافات جدیدی در طراحی مواد نوین و درک ساختارهای بنیادی کیهان منجر شود. این کار بخشی از رقابت جهانی برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی مقیاس‌پذیر است که شامل رویکردهای متنوعی مانند مدارهای ابررسانا، یون‌های به دام افتاده و اتم‌های خنثی می‌شود.
🔗مطالعه کامل خبر
🖋نویسنده خبر: فاطمه نگهبان
#اخبار_کوانتوم
#کوانتوم
#فناوری_کوانتومی
#تصحیح_خطای_کوانتومی
⚛️ کانال تکامل فیزیکی
@physical_evolution
Post #1295
999
