مشکل از هم پاشیدن اطلاعات در تراشه های کامپیوترهای کوانتومی، تاکنون توان محدودیت حافظه آنها بوده است. با این حال، یک پیشرانه جدید در فیزیک نظری ممکن است راه حلی را پیدا کرده باشد. پژوهشگران تحت راهبرد راهول ناندکیشور، استادیار فیزیک در دانشگاه کولورادو، روشی برای ایجاد شرایطی که در آن اطلاعات سازماندهی شده باقی می‌ماند، شبیه یک فنجان قهوه با کره که هرگز به طور کامل مخلوط نمی‌شود، کشف کرده‌اند.
با استفاده از ابزارهای ریاضی، تیم محققان الگویی با ناقص قرارگیری های نظری را تصور کردند و دریافتند که با ترتیب دادن این الگوها به یک روش خاص، اطلاعات می‌تواند در سراسر تراشه بدون ناپدید شدن کامل روانه شود. این پیشرانه درهایی به جلوی پیشرفت‌های جدید در مخزن‌سازی اطلاعات در اشیاء بسیار کوچک در کامپیوترهای کوانتومی باز می‌کند.
اگرچه تایید تجربی هنوز نیازمند است، یافته‌های این پژوهش قدمی مهم به جلو در تحقق «شکست‌پذیری به صورت ارگودیک» را که هدف خود را در ایجاد موادی دارد که برای یک مدت طولانی علیقت نظم شکنند، به نمایش می‌گذارد. این مطالعه در مجله “مکتب نامه‌های بررسی فیزیکی” منتشر شده است.
کامپیوترهای کوانتومی با چالش روبرو هستند به این معنی که qubits به سادگی می‌توانند به هم مخلوط شوند و در نتیجه برانگیختگی آشوبناک ایجاد کنند. با این حال، تیم راهول ناندکیشور ممکن است یک راه حل برای این مشکل کشف کرده باشد. از طریق ترتیب دقیق qubits، ممکن است اطلاعات هنوز هم در دسترس باشند حتی زمانی که مختلالتی مانند میدان‌های مغناطیسی وارد شوند. این پیشرانه پیشنهاد می‌دهد که امکان ساخت دستگاه‌هایی با حافظه‌ی کوانتومی وجود دارد، جایی که اطلاعات بدون تضعیف ذخیره می‌شوند.
پژوهشگران برای تصویرسازی به کار برندرن تان قرار دادن آرایه‌ای از qubits در یک الگوی شطرنجی تصوری. با ترتیب دهی دقیق این الگوها، رفتار آنها تأثیری بر qubits همسایه می‌گذارد، شبیه به یک گروهی از افراد در یک فضای بسته. تیم محققان محاسبه‌کرده‌اند که با ایجاد تغییرات در این الگوها، اطلاعات می‌تواند بدون تضعیف روانه شود، شبیه به کرم مهره در فنجان قهوه.
این یافته‌ها علاوه بر حوزه کامپیوترهای کوانتومی، پیامدهای جدیدی برای درک ظواهر مختلف در جهان دارند. اکثر اشیا عادت دارند به تعادل حرارتی پیش بروند، اما این پژوهش‌ها به گونه‌ای ثالثی خاضع به مقاومت در برابر این تمایلات اشیا(مقاومت پیدا کنند)، معترض به درک ما از قوانین اصلی که کیفیت جهان را تعیین می‌کنند، هستند.
ناندکیشور توضیح می‌دهد که در حالی که فیزیک آماری برای توصیف انواعی از پدیده‌های روزمره موفق بوده است، برخی مواقع و در برخی از شرایط قابل اعمال نباشد. این پیشرانه در حافظه کوانتومی ما را به سمت بازکردن پتانسیل محاسبات کوانتومی و توسعه درک ما از خواص جذاب جهان می‌برد.
قسمت سوالات متداول:
۱. چه پیشرانه جدیدی در فیزیک نظری مرتبط با تراشه های کامپیوترهای کوانتومی به وجود آمده است؟
پژوهشگران تحت راهبرد راهول ناندکیشور به روشی پیدا کرده‌اند که از طریق آن می‌توان به ترتیب دادن qubits های نظری، اطلاعات روانه شده بدون ناپدید شدن کامل آنها را در یک تراشه کوانتومی راه‌اندازی کرد. این پیشرانه به مرتب کردن اطلاعات و گسترش قابلیت‌های حافظه تراشه‌های کامپیوترهای کوانتومی می‌پردازد.
۲. چگونه پژوهشگران جریان منظم اطلاعات در تراشه های کامپیوترهای کوانتومی را به دست آوردند؟
پژوهشگران از ابزارهای ریاضی برای تصویرسازی یک الگوی شطرنجی از qubits های نظری استفاده کردند. با ترتیب دادن دقیق این الگوها، آنها دریافتند که اطلاعات می‌تواند در سراسر تراشه بدون ناپدید شدن کامل روانه شود. این ترتیب امکان نگهداشت اطلاعات در qubits ها را حتی زمانی که مختلیاتی مانند میدان‌های مغناطیسی وارد شوند، فراهم می‌کند.
۳. چه تبعاتی می‌تواند پیشرانه ای در کوانتوم کامپیوتینگ داشته باشد؟
این پیشرانه می‌تواند منجر به پیشرفت‌هایی در ذخیره اطلاعات در اجسام بسیار کوچک شود و به مهندسان امکان‌های جدیدی در کوانتوم کامپیوتینگ ارائه دهد. این پیشرانه امکان ساخت دستگاه‌ها با حافظه کوانتومی را پیشنهاد می‌دهد، جایی که اطلاعات بدون تضعیف ذخیره می‌شوند.
۴. پژوهشگران چگونه الگوهای qubits را در میان هم منظم می‌کنند؟
پژوهشگران با ترتیب دقیق qubits ها را در الگویی شبیه به شطرنجی قرار دادند. با تغییر الگوها، رفتار qubits ها بر روی qubitsهای همسایه تأثیری بیان می‌کند و به بکارگیری آنها در قرار گیری بیش از حد نزدیک همیشه در گروهی افراد در یک فضای بسته نتیجه می‌شود. تیم محققان محاسبه کرده‌اند که با تغییر الگوها، اطلاعات می‌تواند بدون ناپدید شدن جریان داشته باشد، شبیه به کره مهره در فنجان قهوه.
۵. این پیشرانه چگونه درک ما از قوانین اصلی کیفیت جهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد؟
یافته‌ها از حوزه کوانتوم کامپیوتینگ فراتر می‌رود، زیرا به اندازه کافی مواد جهانی را چالش می‌دهد. اگر چه اکثر اشیا تمایل دارند به تعادل حرارتی پیش بروند، اما پژوهش نشان می‌دهد که بعضی از تصویرهای ماده می‌توانند از این تمایلات مقاومت کنند و این یکی از دلایلی است که ما درک نظری کیفیت جهان را چالش داده است.
توضیحات:
– شکست‌پذیری به صورت ارگودیک: مفهو
The source of the article is from the blog mgz.com.tw