🔴مقایسه‌ای از بسترهای فیزیکی محاسبات کوانتومی و توجه به فناوری اتم خنثی (پارت 1)🔴

🔷محاسبات کوانتومی نوید انقلابی در صنایع مختلف را با حل مسائل پیچیده ای دارد که خارج از دسترس کامپیوترهای کلاسیک است. اما روشها یا بسترهای فیزیکی  مختلفی برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی وجود دارند که برای تسلط رقابت می کنند. از بین این روش‌ها اخیراً، توجه به روش اتم خنثی افزایش یافته است. در اینجا به طور خلاصه به مزایا و معایب هر روش اشاره کرده و در پارت 2 دلیل محبوب شدن روش اتم خنثی را عنوان می‌کنیم.

⚠توجه به این نکته حائز اهمیت است که نقاط قوت و ضعفی که در اینجا ذکر شده است بر اساس وضعیت فعلی این فناوری ها به گزارش Quantum Insider است و  پیشرفت‌های سریع می‌تواند چشم‌انداز محاسبات کوانتومی را تغییر دهد. ⚠

1⃣کامپیوترهای کوانتومی ابررسانا:

کیوبیت های ابررسانا، بر اساس اصول ابررسانایی، سرعت محاسباتی چشمگیر و در دسترس بودن تجاری را ارائه می دهند. این کیوبیت ها می توانند میلیون ها عملیات گیت را در ثانیه انجام دهند و محاسبات سریع را ممکن می سازند. با این حال، آنها به نویز خارجی بسیار حساس هستند، به تجهیزات خنک کننده پیچیده، سیم کشی پیچیده  و هزینه قابل توجهی نیز دارند. علاوه بر این، اتصال محدود کیوبیت های ابررسانا چالش هایی را برای تصحیح خطا و مقیاس پذیری ایجاد می کند.

2⃣کامپیوترهای کوانتومی یون به دام افتاده:

سیستم های یون به دام افتاده از اتم های باردار محصور در میدان الکترومغناطیسی به عنوان کیوبیت استفاده می کنند. آنها دارای fidelity بالا و زمان همدوسی طولانی تر هستند که امکان محاسبات طولانی را فراهم می کند. با این حال، این سیستم ها با چالش های مهندسی و مقیاس پذیری مواجه هستند. کنترل دقیق یون‌های منفرد به تنظیمات لیزری پیچیده‌ای نیاز دارد و زیرساخت‌های حجیم آن‌ها به پیچیدگی کلی می‌افزاید.

3⃣کامپیوترهای کوانتومی سیلیکونی:

کیوبیت های مبتنی بر سیلیکون از تکنیک های به خوبی تثبیت شده صنعت نیمه هادی ها استفاده می کنند. آنها سازگاری با تکنولوژی موجود و پتانسیل کوچک سازی را ارائه می دهند. علاوه بر این، چشم انداز عملکرد در دمای اتاق وجود دارد که نیاز به سیستم های خنک کننده پیچیده را از بین می برد. با این حال، کنترل و خواندن کیوبیت های فردی چالش برانگیز است و زمان همدوسی آنها بسیار کوتاه است. حساسیت به نویز نیز نگرانی قابل توجهی ایجاد می کند.

4⃣کامپیوترهای کوانتومی فوتونیکی:

کیوبیت‌های فوتونیک از ذرات نور برای انتقال اطلاعات کوانتومی استفاده می‌کنند و مزیت عملیات دمای گرم و ادغام با فناوری ارتباطی موجود را ارائه می‌دهند. فوتون ها حداقل ناهمدوسی را تجربه می کنند که منجر به زمان همدوسی طولانی می شود. با این حال، اجرای تصحیح خطا و انجام عملیات گیت روی فوتون ها چالش برانگیز است. کنترل تک تک فوتون‌ها مشکلاتی را به همراه دارد و بحث نویز  و تلفات می‌تواند بر fidelity عملیات تأثیر بگذارد.

🔺🔻🔺🔻🔺🔻🔺🔻🔺🔻 
 
📎Join: @QuantumSTEM 
 
#محاسبات_کوانتومی #اتم_خنثی