🟠هاروارد با ۴۴۸ کیوبیت اتم خنثی به آستانهٔ تصحیح خطای مقیاس‌پذیر رسید

🔹پژوهشگران دانشگاه هاروارد یکی از مهم‌ترین پیشرفت‌ها را در مسیر چند دهه‌ای محاسبات کوانتومی عملی به دست آورده‌اند. آنها در مقاله‌ای جدید در Nature معماری تازه‌ای برای #محاسبات_کوانتومی مقاوم در برابر خطا معرفی کرده‌اند که بر پایه ۴۴۸ کیوبیت #اتم‌_خنثی ساخته شده و می‌تواند خطاها را زیر یک آستانهٔ کلیدی شناسایی و اصلاح کند.

🔸عبور از این آستانه اهمیت اساسی دارد، زیرا وقتی نرخ خطا پایین‌تر از آن باشد، افزودن کیوبیت‌های بیشتر باعث کاهش خطاهای کلی می‌شود و مسیر برای ساخت ماشین‌های بسیار بزرگ هموار می‌گردد.

🔹رایانه‌های کوانتومی بسیار قدرتمند اما شکننده‌اند: کیوبیت‌ها به‌راحتی حالت کوانتومی خود را از دست می‌دهند و همین موضوع #تصحیح_خطای_کوانتومی را حیاتی می‌کند. در طی سه دههٔ گذشته، دانشمندان روش‌های نظری برای شناسایی و تصحیح این خطاها پیشنهاد کرده‌اند، اما اجرای آنها در مقیاس بزرگ همچنان چالش‌برانگیز بوده است.

🔸سیستم جدید هاروارد همهٔ عناصر کلیدی لازم برای تصحیح خطای مقیاس‌پذیر را در یک معماری یکپارچه جمع کرده است. این عناصر شامل درهم‌تنیدگی فیزیکی و منطقی، #تله‌پورت_کوانتومی، حالات جادویی منطقی، حذف آنتروپی و مدارهای پیچیده با ده‌ها لایهٔ اندازه‌گیری پایدارکننده (stabilizer measurements) است.

🔹استفاده از تله‌پورت امکان انتقال حالت کوانتومی بین اتم‌های دور از هم را بدون جابه‌جایی فیزیکی فراهم می‌کند و برای مدارهای عمیق در طرح‌های مقاوم به خطا حیاتی است. نمایش‌های آزمایشی این کار، اندازه‌گیری‌های تکرارشونده روی کد سطحی با d=5 را نشان می‌دهد که گامی مهم به سمت ساخت کیوبیت‌های منطقی بزرگ محسوب می‌شود.

🔸این معماری بر پایه حدود ده سال پیشرفت آزمایشگاهی در اکوسیستم پژوهشی Harvard-MIT–QuEra شکل گرفته است. در این رویکرد، از اتم‌های خنثی روبیدیوم استفاده می‌شود که در قالب آرایه‌های دوبعدی بازآرایش‌پذیر با لیزرها کنترل و به‌عنوان کیوبیت کُدگذاری می‌شوند.

🔹به طور دقیق تر این پروژه نتیجهٔ همکاری میان دانشگاه هاروارد، MIT، مؤسسه مشترک کوانتوم دانشگاه مریلند، NIST، و شرکت QuEra که از آزمایشگاه‌های هاروارد–MIT منشأ گرفته میباشد.

🔸این پژوهش برای نخستین بار یک نقشهٔ مفهومی مقیاس‌پذیر برای ساخت رایانه‌های کوانتومی بزرگ و مقاوم به خطا ارائه می‌دهد—ماشین‌هایی که روزی می‌توانند مسائل مهمی در توسعهٔ دارو، رمزنگاری، طراحی مواد، علوم مالی و هوش مصنوعی را حل کنند.

🔹هرچند ساخت دستگاه‌های نهایی به میلیون‌ها کیوبیت نیاز خواهد داشت، پژوهشگران معتقدند اکنون اجزای بنیادی این مسیر در جای خود قرار گرفته‌اند. همان‌طور که نویسندهٔ ارشد، Mikhail Lukin، می‌گوید: «برای اولین بار، واقعاً نورِ انتهای تونل دیده می‌شود.

◀️ویدیو بالا در واقع انیمیشنی است که موقعیت اتم و تله مورد استفاده برای چهار دور اندازه‌گیری تکرارشونده پایدارکننده روی سطح d=5 را نشان می‌دهد.

📎لینک خبر
‼️لینک مقاله
🔸🔸🔸🔸🔸🔸
🔗 Website
🔗 Telegram
🔗 LinkedIn

#اخبار