مهندسو الحوسبة الكمية يظهرون أساليب جديدة لترميز المعلومات الكمية في ذرة واحدة
تمكن مهندسو الحوسبة الكمية في جامعة UNSW سيدني من تحقيق اختراق كبير في ترميز المعلومات الكمية. في دراسة حديثة نشرت في Nature Communications، قدم الفريق قدرتهم على ترميز المعلومات الكمية بأربع طرق فريدة داخل ذرة واحدة، تحديدًا ذرة الأنتيمون المضمنة في رقاقة السيليكون. يمكن أن يحل هذا التطور بشكل محتمل تحديات تشغيل ملايين وحدات الحوسبة الكمية داخل مساحة صغيرة.
تم اختيار الأنتيمون كعامل ترميز استراتيجي بسبب وجود ثمانية حالات كمية مميزة ضمن نواته وإلكترون بحالتين كميتين، مما ينتج في مجموع 16 حالة كمية داخل ذرة واحدة. بالمقارنة، من الصعب تحقيق نفس عدد الحالات باستخدام وحدات البت الكمية القياسية (كيوبت) حيث سيتطلب تصنيع وربط أربع وحدات منفصلة.
تشرح الكاتبة الرئيسية إيرين فيرنانديز دي فونتيس أن الفريق تمكن من التحكم في ذرة الأنتيمون من خلال طرق مختلفة، مثل الحقول المغناطيسية التذبذبية والرنين المغناطيسي والحقول الكهربائية ووحدات “فليب-فلوب”. تم تنفيذ جميع أربع طرق بنجاح ضمن نفس رقاقة السيليكون، مما يوفر على المصممين مرونة متزايدة عند تطوير رقائق الحوسبة الكمية المستقبلية.
تكمن أهمية هذا الاختراق في الإمكانية التي تفتحها للحواسيب الكمية لأداء عمليات حسابية ومحاكاة معقدة في دقائق، بينما قد تستغرق الحواسيب العادية سنوات لإنجازها. في حين أحرزت فرق أخرى تقدمًا في زيادة عدد وحدات البت العاملة، تركز الطريقة المتبعة من قبل UNSW على دمج الحوسبة الكمية مع تكنولوجيا رقاقات السيليكون الحالية، مما يسمح بإمكانية وجود ملايين من البتات في مساحة مدمجة.
في المستقبل، يخطط الفريق للاستفادة من قدرات الأنتيمون الفريدة لأداء عمليات كمية أكثر تطورًا والسعي لبناء بت كمي منطقي مصحح الأخطاء داخل ذرة واحدة. سيكون هذا التقدم أمرًا حاسمًا لتوسيع أجهزة الحوسبة الكمية بالسيليكون وتحقيق الإمكانية التجارية للحوسبة الكمية.
إن ترميز المعلومات الكمية بنجاح داخل ذرة واحدة هو خطوة كبيرة نحو التقدم في مجال الحوسبة الكمية. من خلال استخدام الخصائص الفريدة للأنتيمون، أظهر الفريق في UNSW سيدني الإمكانية المحتملة لأنظمة حوسبة كمية مدمجة وفعالة.
أسئلة شائعة:
1. ما هو الاختراق الأخير الذي تحققه مهندسو الحوسبة الكمية في UNSW سيدني؟
– لقد قام المهندسون بإظهار قدرتهم على ترميز المعلومات الكمية بأربع طرق فريدة داخل ذرة واحدة، تحديدًا ذرة الأنتيمون المضمنة في رقاقة السيليكون.
2. لماذا تم اختيار الأنتيمون كعامل ترميز؟
– تم اختيار الأنتيمون لأنه يحتوي على ثمانية حالات كمية مميزة ضمن نواته وإلكترون بحالتين كميتين، مما يوفر مرونة متزايدة عند تطوير رقائق الحوسبة الكمية المستقبلية.
3. كيف تم التحكم في ذرات الأنتيمون؟
– تم التحكم في ذرة الأنتيمون من خلال طرق مختلفة، مثل الحقول المغناطيسية التذبذبية والرنين المغناطيسي والحقول الكهربائية ووحدات “فليب-فلوب”. تم تنفيذ جميع أربع طرق بنجاح ضمن نفس رقاقة السيليكون.
4. ما أهمية هذا الاختراق؟
– يمكن تطوير حواسيب كمية بقدرة على أداء عمليات حسابية ومحاكاة معقدة في دقائق، وهو أمر يمكن أن تستغرق الحواسيب العادية سنوات لإنجازها. يركز هذا الاختراق أيضًا على دمج الحوسبة الكمية مع تكنولوجيا رقائق السيليكون الحالية، مما يسمح بإمكانية وجود ملايين من البتات في مساحة مدمجة.
5. ما هي خطط الفريق في المستقبل؟
– يخطط الفريق للاستفادة من قدرات الأنتيمون الفريدة لأداء عمليات كمية أكثر تطورًا والسعي لبناء بت كمي منطقي مصحح الأخطاء داخل ذرة واحدة. سيكون هذا التقدم أمرًا حاسمًا لتوسيع أجهزة الحوسبة الكمية بالسيليكون وتحقيق الإمكانية التجارية للحوسبة الكمية.
The source of the article is from the blog dk1250.com