تحتجز رقائق الحاسبة الكمومية لفترة طويلة من قضيب المعلومات المبعثرة، مما يحد من قدرات ذاكرتها. ومع ذلك، قد تكون اكتشافًا حديثًا في الفيزياء النظرية قد وجد حلاً. اكتشف الباحثون، بقيادة راهول ناندكيشور، الأستاذ المشارك في الفيزياء في جامعة كولورادو بولدر، كيفية خلق سيناريو يحتفظ فيه المعلومات منظمة، مشابه للقهوة مع القشدة التي لا تمزج بالكامل.
باستخدام الأدوات الرياضية، تصور الفريق نمطًا مبدعًا للكيوبتات النظرية ووجد أنه من خلال ترتيب هذه الأنماط بطريقة محددة، يمكن أن تتدفق المعلومات حول القطعة دون أن تختفي تمامًا. يفتح هذا الاكتشاف الباب أمام إمكانيات جديدة في الحوسبة الكمومية، مما يوفر للمهندسين تقدمًا محتملًا في تخزين المعلومات في أجسام صغيرة للغاية.
بينما لا يزال هناك حاجة للتحقق التجريبي، يعد هذا الاكتشاف خطوة هامة في سبيل تحقيق “كسر التوافق”، الذي يهدف إلى خلق مواد تتحدى التوازن لفترات زمنية طويلة. تم نشر الدراسة في “Physical Review Letters”.
تواجه الحوسبة الكمومية التحدي الخلط السهل بين الكيوبتات، مما يؤدي في النهاية إلى فوضى عشوائية. ومع ذلك، قد يكون فريق ناندكيشور قد اكتشف حلاً لهذه المشكلة. من خلال ترتيب كيوبتات بعناية، يمكن الاحتفاظ بالمعلومات حتى عند إدخال التشويشات مثل الحقول المغناطيسية. يشير هذا الاكتشاف إلى إمكانية بناء أجهزة ذات نوع من الذاكرة الكمومية، حيث يمكن تخزين المعلومات بدون تدهور.
استخدم الباحثون نمذجة رياضية لتصور مجموعة من الكيوبتات المرتبة في نمط شبكة يشبه اللوحة المربعة المربعة. من خلال تجميع كيوبتات بشكل متين، يؤثر سلوكها على الكيوبتات المجاورة، على غرار الحشد من الناس في مساحة ضيقة. قام الفريق بحساب أنه من خلال تلاعب بهذه الأنماط، يمكن للمعلومات تدفق دون تدهور، على غرار القشدة المتداخلة في فنجان من القهوة.
إلى جانب مجال الحوسبة الكمومية، تلك النتائج لها آثار على فهم الظواهر المختلفة في الكون. يميل معظم الأشياء إلى التحرك نحو التوازن الحراري، ولكن هذا البحث يضيف إلى مجموعة متزايدة من الأدلة على أن ترتيبات معينة من المادة يمكنها مقاومة هذه الاتجاهات، مما يتحدى فهمنا للقوانين الأساسية التي تحكم الكون.
يشير ناندكيشور إلى أنه بينما تكون الفيزياء الإحصائية ناجحة في وصف العديد من الظواهر اليومية، إلا أن هناك بعض الظروف التي قد لا تنطبق. يقرب هذا الاكتشاف الجديد في الذاكرة الكمومية من إمكانية الوصول إلى إمكانيات الحوسبة الكمومية وتوسيع فهمنا للخصائص المثيرة للاهتمام في الكون.
الأسئلة الشائعة:
1. ما هو الاكتشاف الأخير في الفيزياء النظرية المتعلقة برقائق الحاسب الكمومي؟
اكتشف الباحثون، بقيادة راهول ناندكيشور، طريقة لترتيب الكيوبتات النظرية بطريقة محددة، مما يتيح تدفق المعلومات من دون أن تختفي تمامًا. يعالج هذا الاكتشاف مشكلة تشويش المعلومات ويوسع قدرات ذاكرة رقائق الحاسب الكمومي.
2. كيف أنجز الباحثون تدفق منظم للمعلومات في رقائق الحاسب الكمومي؟
استخدم الباحثون الأدوات الرياضية لتصور نمط شبكة الكيوبتات النظرية. من خلال ترتيب هذه الأنماط بطريقة محددة، وجدوا أن المعلومات يمكن أن تتدفق حول الرقاقة دون أن تختفي تمامًا. يتيح هذا الترتيب للكيوبتات الاحتفاظ بالمعلومات حتى عند إدخال التشويشات مثل الحقول المغناطيسية.
3. ما هي الآثار المحتملة لهذا الاكتشاف في الحوسبة الكمومية؟
قد يؤدي هذا الاكتشاف إلى تطورات في تخزين المعلومات في أجسام صغيرة للغاية، مما يوفر للمهندسين إمكانيات جديدة في الحوسبة الكمومية. يشير إلى إمكانية بناء أجهزة تحتوي على نوع من الذاكرة الكمومية، حيث يمكن تخزين المعلومات بدون تدهور.
4. كيف قام الباحثون بتلاعب أنماط الكيوبتات؟
قام الباحثون بترتيب الكيوبتات بشكل مدمج في نمط شبكة مربعة. من خلال تلاعب هذه الأنماط، يؤثر سلوكها على الكيوبتات المجاورة، مما يسمح للمعلومات بالتدفق دون تدهور. هذا السلوك مشابه للقشدة المتداخلة في فنجان من القهوة.
5. كيف يؤثر هذا الاكتشاف على فهمنا للقوانين الأساسية التي تحكم الكون؟
تلك النتائج لها آثار تتعدى الحوسبة الكمومية، حيث تتحدى فهمنا للقوانين الأساسية التي تحكم الكون. يميل معظم الأشياء إلى التحرك نحو التوازن الحراري، ولكن البحث يشير إلى أن ترتيبات معينة من المادة يمكنها مقاومة هذه الاتجاهات. وهذا يضيف إلى مجموعة متزايدة من الأدلة التي تتحدى فهمنا لخصائص الكون.
تعريفات:
– كسر التوافق: مفهوم في الفيزياء يهدف إلى خلق مواد تتحدى التوازن لفترات زمنية طويلة.
روابط ذات صلة المقترحة:
– قسم الفيزياء في جامعة كولورادو بولدر
The source of the article is from the blog klikeri.rs