‍ 🔴دستیابی به اولین کیوبیت توپولوژیکی، قدمی به سوی محاسبات کوانتومی مقاوم به خطا🔴

🔹پژوهشگرانی از شرکت #Quantinuum، دانشگاه هاروارد، و موسسه فناوری کلتک برای اولین بار موفق به آزمایش و اثبات عملی «کیوبیت توپولوژیکی واقعی» شده‌اند. آنها با استفاده از کد Z₃ توریک (Z₃ toric code) اطلاعات کوانتومی را به روشی بسیار مقاوم در برابر خطا رمزگذاری کردند. این دستاورد، که نقطه عطفی در محاسبات کوانتومی محسوب می‌شود، یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های این حوزه یعنی تصحیح خطا را هدف قرار داده است.

🔸در این تحقیق، از شبه‌ذرات خاصی به نام آنیون‌های غیر آبلی (non-Abelian anyons) استفاده شده که ویژگی‌های منحصربه‌فردشان اطلاعات را از طریق خصوصیات فضایی و شبکه‌ای محافظت می‌کند. این تحقیق که با استفاده از پردازشگر یون به دام افتاده  #H2 شرکت Quantinuum انجام شده، پیش‌بینی‌های نظری یک مقاله مهم از سال ۲۰۱۵ را تایید می‌کند و پیوندی میان فیزیک نظری و فناوری عملی کوانتومی برقرار کرده است.

🔹کیوبیت‌های توپولوژیکی اطلاعات را در روابط بین حالت‌های کوانتومی به جای ذرات منفرد رمزگذاری می‌کنند و به همین دلیل، درعبرابر برخی انواع خطاها ذاتاً مقاوم هستند. پژوهشگران موفق به ایجاد حالت توپولوژیکی Z₃ در یک فضای هیلبرت مبتنی بر کیوتریت شدند—سیستمی با سه حالت کوانتومی به جای دو حالت. آنها با استفاده از کیوتریت‌ها یک شبکه‌ای ایجاد کردند که کد توریک را نشان می‌دهد و نقص‌های موجود در این سیستم را برای اثبات تصحیح خطاهای کوانتومی بر اساس اصول غیر آبلی درهم‌تنیده کردند. این روش رمزگذاری، به طور چشمگیری منابع محاسباتی مورد نیاز برای اصلاح خطا را در مقایسه با کیوبیت‌های معمولی کاهش می‌دهد، جایی که تا ۹۰٪ از منابع صرف مدیریت خطا می‌شود.

🔸پردازشگر #یون_به‌دام_افتاده  H2 با ۵۶ کیوبیت کاملاً متصل و فیدلیتی گیت بیش از ۹۹.۸٪، دقت و اتصالات لازم برای این دستاورد را فراهم کرد. با ادغام و دستکاری نقص‌های غیر آبلی، تیم تحقیقاتی رفتارهای نظری آنها از جمله توانایی‌شان در تبادل آنیون‌های بار و شار را تأیید کردند. این تأیید نشان‌دهنده کاربرد آنها در رمزگذاری اطلاعات کوانتومی به صورت محافظت‌شده توپولوژیکی بود و زمینه را برای رایانه‌های کوانتومی مقیاس‌پذیر و مقاوم در برابر خطا فراهم کرد.

🔹این پیشرفت به محدودیت‌های کلیدی در #محاسبات_کوانتومی پرداخته و مسیر را برای سیستم‌های پیشرفته‌تر با مجموعه‌های گیت غیرآبلی جهان شمول هموار می‌کند. تحقیقات آینده شامل بررسی عملیات با فیدلیتی بالاتر، کدهای توپولوژیکی پیشرفته و پروتکل‌های اصلاح خطای تطبیقی خواهد بود. این دستاورد نوید کیوبیت‌های توپولوژیکی را برای غلبه بر چالش‌های مقیاس‌پذیری و پیشبرد کاربردها در حوزه‌هایی چون رمزنگاری، هوش مصنوعی و علم مواد برجسته می‌کند.

🌐لینک خبر
 
📎join: @QuantumTEQ   

🔵LinkedIn    
_._._._._._._._._._._._._._
#اخبار #کیوبیت_توپولوژیکی #تصحیح_خطای_کوانتومی #آنیون_غیرآبلی