🟠خوانش کیوبیت‌های مایورانا بدون شکستن حفاظت توپولوژیک

🔹پژوهشگران در اسپانیا و هلند روشی جدید برای خوانش اطلاعات ذخیره‌شده در کیوبیت‌های توپولوژیکی مبتنی بر مایورانا ارائه کرده‌اند که گامی مهم به سوی محاسبات کوانتومی مقاوم در برابر خطا است. این نتایج در nature منتشر شده است.

🔸در این پژوهش، از یک پروب «خازن کوانتومی» سراسری استفاده شده که می‌تواند حالت پاریته یک #کیوبیت_توپولوژیکی را به‌صورت آنی تشخیص دهد، بدون آنکه حفاظت ذاتی آن را از بین ببرد.

🔹کیوبیت‌های توپولوژیک اطلاعات را به‌صورت غیرموضعی (non-locally) در جفتی از مُدهای صفر مایورانا ذخیره می‌کنند — شبه‌ذراتی ویژه که پیش‌بینی می‌شود در سیستم‌های ابررسانایی خاصی پدیدار شوند و عملاً یک الکترون معمولی را به دو مؤلفه جدا از نظر فضایی تقسیم می‌کنند.

🔸از آنجا که اطلاعات کوانتومی در دو انتهای سیستم توزیع شده است، این ساختار به‌طور ذاتی در برابر نویزهای موضعی مقاوم است. با این حال، همین ماهیت غیرموضعی، اندازه‌گیری اطلاعات را دشوار می‌کند.

🔹برای حل این چالش، پژوهشگران یک زنجیره کیتایف (Kitaev chain) حداقلی، یک نسخه آزمایشی ساده شده از یک مدل ابررسانایی یک بعدی نظری که توسط فیزیکدان الکسی کیتایف ارائه شده است، طراحی کردند. این دستگاه شامل دو #نقطه_کوانتومی نیمه‌رسانا بود که از طریق یک بخش ابررسانا به هم متصل شده بودند و امکان ایجاد کنترل‌پذیر مُدهای #مایورانا را فراهم می‌کرد.

🔸به‌جای استفاده از اندازه‌گیری‌های بار موضعی متداول — که تنها اشغال الکترونی در یک نقطه خاص را بررسی می‌کنند و بنابراین به اطلاعات غیرموضعی دسترسی ندارند — تیم پژوهشی از یک پروب خازن کوانتومی بهره برد.

🔹ظرفیت کوانتومی به ساختار انرژی جمعی کل سامانه حساس است، نه صرفاً به بار موضعی، و همین ویژگی امکان اندازه‌گیری سراسری حالت پاریته کیوبیت را فراهم می‌کند (اینکه تعداد کل الکترون‌ها در جفت مایورانا به‌طور مؤثر زوج است یا فرد). این پاریته مبنای منطقی کیوبیت توپولوژیک را تشکیل می‌دهد.

🔸در این آزمایش همچنین «پرش‌های تصادفی پاریته» مشاهده شد و زمان همدوسی پاریته بیش از یک میلی‌ثانیه اندازه‌گیری شد که شاخصی امیدوارکننده برای عملیات آینده کیوبیت‌های توپولوژیک به شمار می‌رود. این پژوهش ترکیبی از پیشرفت‌های آزمایشگاهی در Delft University of Technology و مشارکت‌های نظری مؤسسه ICMM-CSIC در اسپانیا است.

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

#اخبار #محاسبات_کوانتومی